Sistemas Operacionais · FGV · 2024 | Questão sqc-fg165630

Tolerância a falhas em sistemas operacionais

Gabarito: letra A. As três métricas clássicas para avaliar tolerância a falhas em sistemas operacionais são confiabilidade, tempo médio até falha (MTTF) e disponibilidade — exatamente o que a alternativa A traz. As demais alternativas misturam termos de áreas vizinhas (desempenho, memória, segurança) ou inventam métricas que não fazem parte do conjunto canônico de avaliação de tolerância a falhas.

Tolerância a falhas é a capacidade de um sistema continuar operando corretamente mesmo quando ocorrem falhas em seus componentes. Para medir essa capacidade, a literatura de sistemas operacionais e de sistemas distribuídos consagrou três métricas fundamentais, que aparecem juntas nos livros-texto e nas provas de concurso:

Confiabilidade (reliability) — é a probabilidade de o sistema funcionar sem falhas durante um intervalo de tempo especificado. Mede a continuidade do serviço: um sistema confiável é aquele que raramente falha. É uma métrica que não considera o tempo de reparo — se o sistema falha e demora a voltar, a confiabilidade pode até ser alta (poucas falhas), mas a disponibilidade será baixa.

Tempo médio até falha (MTTF — Mean Time To Failure) — é o tempo médio esperado de operação do sistema até que ocorra a primeira falha. Quanto maior o MTTF, mais confiável é o sistema. É uma métrica estatística que resume a vida útil esperada do componente ou sistema.

Disponibilidade (availability) — é a fração do tempo em que o sistema está operacional e pronto para uso. Diferente da confiabilidade, a disponibilidade leva em conta o tempo de reparo: um sistema que falha com frequência, mas se recupera rapidamente, pode ter alta disponibilidade. A fórmula clássica é: Disponibilidade = MTTF / (MTTF + MTTR), onde MTTR é o tempo médio até a recuperação.

Essas três métricas formam o tripé da avaliação de tolerância a falhas. A confiabilidade e o MTTF medem a frequência das falhas; a disponibilidade mede o impacto das falhas no serviço. Juntas, elas dão uma visão completa da robustez do sistema.

A pegadinha da banca está em misturar termos de outras áreas: "tempo médio até recuperação" (MTTR) é uma métrica real, mas não é uma das três principais — ela entra na fórmula da disponibilidade, não como métrica autônoma do trio clássico. "Page faults" é métrica de gerência de memória, não de tolerância a falhas. "Computabilidade" é conceito de teoria da computação. "Responsividade" é métrica de desempenho. A banca também inventa termos como "tempo máximo até falha" e "número máximo de falhas", que não existem na literatura.

Guarde o trio: confiabilidade, MTTF e disponibilidade. É exatamente esse conjunto que as alternativas tentam corromper com termos vizinhos.

Métricas de tolerância a falhas

1Confiabilidade
- Probabilidade de operar sem falhas
- Não considera tempo de reparo
2Tempo médio até falha (MTTF)
- Tempo médio até a 1ª falha
- Quanto maior, mais confiável
3Disponibilidade
- Fração do tempo operacional
- Fórmula: MTTF / (MTTF + MTTR)

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Alternativa A — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A alternativa A traz exatamente as três métricas canônicas de tolerância a falhas: confiabilidade, tempo médio até falha (MTTF) e disponibilidade. São os três pilares que a literatura de sistemas operacionais e distribuídos consagrou para avaliar a robustez de um sistema frente a falhas. A confiabilidade mede a probabilidade de operação sem falhas; o MTTF mede o tempo médio até a primeira falha; a disponibilidade mede a fração de tempo em que o sistema está operacional.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A alternativa B troca dois termos por conceitos de outras áreas: computabilidade é um conceito da teoria da computação (o que pode ou não ser computado por uma máquina), não uma métrica de tolerância a falhas; responsividade é uma métrica de desempenho (tempo de resposta), não de tolerância a falhas. O tempo médio até recuperação (MTTR) é uma métrica real, mas não faz parte do trio clássico — ele entra na fórmula da disponibilidade, não como métrica autônoma do conjunto principal.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A alternativa C mistura métricas de áreas completamente diferentes: page faults é uma métrica da gerência de memória virtual (falhas de página), não de tolerância a falhas; tempo de indisponibilidade é o complemento da disponibilidade, mas não é uma das três métricas principais. O tempo médio até recuperação (MTTR) é real, mas, como na alternativa B, não integra o trio clássico de avaliação de tolerância a falhas.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A alternativa D inventa termos que não existem na literatura: "número máximo de falhas" e "tempo de mínimo de recuperação" não são métricas definidas. O tempo médio entre falhas (MTBF) é uma métrica real, mas é mais usada para sistemas reparáveis (mede o tempo entre uma falha e a próxima), enquanto o MTTF é o padrão para o trio clássico. A alternativa mistura um termo real com dois inventados.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A alternativa E troca termos por variações que não são as consagradas: "confiança" é um termo genérico, não a métrica técnica "confiabilidade"; "tempo máximo até falha" não existe — o correto é o tempo médio (MTTF), não o máximo; "tempo médio até recuperação" (MTTR) é real, mas, como nas alternativas B e C, não integra o trio principal. A banca usa variações próximas para confundir o candidato que sabe o conceito, mas não a terminologia exata.

NÃO CAIA NESSA!

A banca adora trocar termos do trio clássico por métricas vizinhas que parecem plausíveis. O MTTR (tempo médio até recuperação) aparece em três alternativas (B, C e E) justamente porque é uma métrica real — mas ela não é uma das três principais; ela é um componente da fórmula da disponibilidade. Outra armadilha é trocar "confiabilidade" por "confiança" (alternativa E) e "tempo médio" por "tempo máximo" (alternativa E) — variações sutis que derrubam o candidato desatento. Memorize o trio exato: confiabilidade, MTTF e disponibilidade.

PEGA ESSA DICA!

Para fixar, lembre da fórmula da disponibilidade: $Disponibilidade = \frac{MTTF}{MTTF + MTTR}$ . Se a alternativa trouxer MTTR, ela está falando de recuperação, não de falha — e o trio clássico foca na falha (confiabilidade e MTTF) e no resultado final (disponibilidade). Quando a questão pedir "métricas de tolerância a falhas", elimine primeiro qualquer alternativa com termos de desempenho (responsividade), memória (page faults) ou teoria da computação (computabilidade).

Gabarito: letra A