Concorrência trata de lidar com muitas tarefas; paralelismo trata de executá-las ao mesmo tempo.
Sistema distribuído na prática
Exemplo real: app de delivery (ex.: iFood)
App do Clientefaz o pedido
▼
Catálogorestaurantes e cardápios
Pedidoscria e acompanha o pedido
Pagamentocobra o cliente
Entregarastreia o entregador
▼
Message Broker (Kafka/RabbitMQ) + Bancos de dadosestado compartilhado entre serviços
Sistemas Distribuídos
O que é um Sistema Distribuído?
“Uma coleção de elementos de computação independentes que aparenta a seus usuários como um sistema único e coerente.”
Sistema construído com programação distribuída.
Elemento de computação (computador) = nó (node).
Sistema Distribuído: duas visões
Hardware
Computadores (nós) conectados por uma rede.
Software
Camada que dá a ilusão de um sistema único.
Características importantes de um SD
Sistema “aparentemente” único e coerente
Ilusão para usuários e desenvolvedores
Transparência da distribuição
Não se sabe qual nó realiza o processamento
A escala dos sistemas reais
Malha de serviços da Amazon e da Netflix — milhares de nós formando “um sistema só”.
A cola dos sistemas distribuídos
O que é um Middleware?
Camada do meio entre aplicações — abstração que facilita implementar SDs.
Atua como “broker” / corretor.
Define interfaces específicas.
Middleware: a mesma interface em todo lugar
A camada de middleware oferece a mesma interface sobre sistemas operacionais e computadores diferentes.
Serviços providos por um Middleware
Comunicação
Remote Procedure Call (RPC)
Transação
Garante atomicidade
Todas as chamadas acontecem — ou nenhuma
Composição de serviços
Ex.: Google Maps
Confiabilidade
Qualidade dos dados
Entrega de mensagens
Atividade em grupo
Pesquisem exemplos reais
Em grupo, pesquisem e anotem pelo menos um exemplo real para cada categoria — sistemas, aplicativos, empresas ou tecnologias que vocês conheçam ou encontrem pesquisando.
Sistema Distribuídoqual sistema roda em vários computadores/nós, cooperando pela rede?
Programação Concorrentequal sistema lida com muitas tarefas intercaladas, disputando os mesmos recursos?
Programação Paralelaqual sistema executa tarefas de verdade ao mesmo tempo, em múltiplos processadores?
Preparem-se para compartilhar os exemplos e justificar a escolha com a turma.
Compartilhando
Possíveis respostas
Distribuído
WhatsApp, e-mail (SMTP)
Netflix, Amazon, iFood
DNS, sistema bancário
Concorrente
Sistema operacional (multitarefa)
Servidor web atendendo várias requisições
Navegador com várias abas/downloads
Paralelo
Renderização gráfica em GPU
Edição/compressão de vídeo (multi-core)
Treinamento de modelos de IA
Não há resposta única — o importante é justificar por que o exemplo se encaixa na categoria. Muitos sistemas reais combinam as três!
Parte 2
Arquitetura de Sistemas
System Design — middleware e componentes.
Projetar software é como projetar construções
Diferentes “plantas” descrevem o mesmo sistema sob perspectivas distintas.
Parte 3
Exemplos de arquiteturas reais
Sistemas distribuídos em diferentes domínios.
Saúde · Pacientes
Portais de referência, registro e clínico integrados a uma base de conhecimento (CMS).
Educação · Aulas
Plataforma de avaliação online em camadas (aplicação, processamento — Spark/Hadoop, infraestrutura).
Saúde · Hospitais
Sistemas de informação em saúde conectando pacientes, cuidadores e serviços.
Negócios · Vendas
Arquitetura corporativa: camada de apresentação, processos de negócio e habilitadores de tecnologia.
Implantação em nuvem com múltiplas zonas de disponibilidade.
Processos de negócio
Fluxo de processo (BPMN) — a lógica de negócio que o sistema precisa suportar.
IoT · Portal de água
Integração de sensores, serviços externos e portal de dados.
Atividade em grupo
Cenário A — “Café com pão”
Nossa startup “Café com pão” cresceu! Precisamos projetar o sistema para dar suporte à rede de padarias e a toda a logística de entrega. Sua equipe é responsável por projetar esse ambiente.
Requisitos
Clientes se cadastram, assinam cestas e fazem pedidos avulsos por app móvel e web. Entregadores recebem pedidos por app móvel. Padarias credenciadas usam uma aplicação web para receber pedidos, preparar cestas e entregar. Clientes acompanham o pedido em tempo real e pagam pelo próprio app.
Desenhe uma ideia da arquitetura inicial desta solução!
Atividade em grupo
Cenário B — “BikeCare”
A “BikeCare” está revolucionando o mercado de manutenção de bicicletas. Projete o sistema que dá suporte à rede de oficinas credenciadas e à logística de coleta e entrega de bikes.
Clientes solicitam manutenção/personalização por app ou web; escolhem levar à oficina ou agendar coleta em casa.
Oficinas recebem pedidos e atualizam o status em tempo real (diagnóstico, peças, em andamento, concluído).
Entregadores recebem rotas de coleta/entrega e registram fotos antes/depois.
Pagamento pelo app, com notificações push e acompanhamento em tempo real.
Gerenciar estoque de peças integrado a fornecedores para reposição automática.
Load balancer distribui a carga; workers processam tarefas assíncronas e também alimentam o cache — juntando vários conceitos desta aula numa arquitetura só.
Referências bibliográficas
TANENBAUM, A. S.; VAN STEEN, M. Distributed Systems. 3. ed. 2018. ISBN 978-90-815406-2-9.
distributed-systems.net
GRAMA, A.; GUPTA, A.; KARYPIS, G.; KUMAR, V. Introduction to Parallel Computing. 2. ed.
karypis/parbook
PALACH, J. Parallel Programming with Python. Packt Publishing, 2014.
YouTube
NVIDIA — GPU vs CPU: pintando a Mona Lisa em 80 milissegundos
youtu.be/8_ZTvG1WQxM
YouTube
CPU vs GPU vs TPU vs DPU
youtube.com/watch?v=r5NQecwZs1A
