Evoluzione degli Elaboratori Elettronici

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Ciclo di vita della tecnologia

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Ciclo di vita della tecnologia (cont.)

Esempio: Apple inc.

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Newton (1993-1997)http://www.msu.edu/~luckie/newtgal.htm

iPhone (2007)

Consumerization» Oggi

Le nuove tecnologie del mondo IT sono sviluppate inizialmente per il mercato del consumatore finale

» In un secondo momento queste tecnologie sono integrate nei processi aziendali˃ Permettendo ai dipendenti l’uso dei dispositivi

personali sul lavoro

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Breve storia dei sistemi di elaborazione» Primi sistemi: meccanici

˃ Pascal (1642): addizione e sottrazione˃ Leibniz (1700): le 4 operazioni fondamentali

» Nuove idee solo 150 anni più tardi!˃ Babbage (1834): “motore analitico”, un calcolatore

programmabile. Il calcolatore era capace di eseguire istruzioni elementari per mezzo delle quali era possibile risolvere diversi problemi.

» Inizia era calcolatori general purpose˃ Uno stesso calcolatore può essere programmato per

svolgere compiti diversi (es. elaborazione testo, calcoli scientifici, posta elettronica, ecc.)

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Alcune pietre miliariGi

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Data Nome Realizzato da Commento 1834 Motore Analitico Babbage Primo tentativo di calcolatore "digitale"

(meccanico) 1936 Z1 Zuse Primo calcolatore funzionante con relé

(elettromeccanico) 1943 COLOSSUS Governo GB Primo calcolatore elettronico 1944 Mark I Aiken Primo calcolatore americano general-

purpose 1946 ENIAC I Eckert/Mauchley Inizia La storia dei calcolatori moderni 1949 EDSAC Wilkes Primo calcolatore con programma in

memoria 1951 Whirlwind I M.I.T. Primo calcolatore real-time 1952 IAS Von Neumann La maggior parte dei calcolatori oggi

usa la stessa architettura 1957 ELEA Olivetti Primo esemplare della serie Elea 1960 PDP-1 DEC Primo minicalcolatore (venduti 50) 1961 1401 IBM Piccolo calcolatore che diventò popolare

nelle piccole imprese 1962 7094 IBM Posizione dominante nel calcolo scienti-

fico nei primi anni '60.

La prima era dei calcolatori

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John Von Neumann1903 - 1957

ENIAC

PDP-1IBM 1401

Pannello di controlloELEA

Elaborazione Seriale (anni ‘40 e ‘50)» Calcolatori controllati da una console

˃ indicatori luminosi˃ interruttori a levetta˃ tastiera˃ stampante

» Non esisteva il sistema operativo

» L’esecuzione di un programma era avviata manualmente da un operatoreGi

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Sistemi Batch(anni ‘50)» Monitor (metà anni ‘50, General Motors, IBM 701)

˃ Software che gestisce l’esecuzione automatica di una sequenza di programmi

» I job da eseguire sono registrati sequenzialmente su un nastro

» Ciascun programma ritorna al monitor al termine dell’elaborazione˃ Il monitor carica il job successivo

» Il monitor residente si trova nella memoria principale ed è disponibile per l’esecuzione

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Monitor Residente Gi

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Job Control Language (JCL)

» Un linguaggio di programmazione ad hoc

» Fornisce istruzioni al monitor˃ Quale compilatore

usare˃ Quali dati da usare

InterruptProcessing

DeviceDrivers

JobSequencing

Control LanguageInterpreter

UserProgram

Area

Monitor

Boundary

Figure 2.3 Memory Layout for a Resident Monitor

Requisiti hardware per il monitor» Protezione della memoria

˃ Non deve consentire la modifica dell’area di memoria che contiene il monitor

» Istruzioni privilegiate˃ Possono essere eseguite solo dal monitor

» Si introduce il concetto di modo di esecuzione: utente e kernel

» Timer˃ Impedisce ad un singolo job di monopolizzare il sistema

» Interruzioni

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Nel 1962……il New York Times riporta una frase di John W.

Mauchly (uno dei progettisti di ENIAC)

There is no reason to suppose the average boy or girl

cannot be master of a personal computer

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…nel 1977

There is no reasonanyone

would want a computerin their home

Ken Olson, president, chairman and founder of DEC

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In Italia negli anni ‘60…» 1962-1964: sviluppo in Olivetti del primo personal

computer al mondo (Pier Giorgio Perotto)» 1965-1971: produzione di Programma 101

(circa 44.000 unità)

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Pier Giorgio PerottoP101. Quando l'Italia inventò ilpersonal computer (1995)

Giorgio GaruzzoQuando in Italia si facevano icomputer (2015)

P101

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Alcune pietre miliariGi

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Data Nome Realizzatore Commento 1963 B5000 Burroughs Primo calcolatore progettato per un linguaggio di alto livello 1964 360 IBM Primo progetto di una famiglia di prodotti 1964 6600 CDC Primo supercomputer scientifico 1965 PDP-8 DEC Primo minicomputer per il mercato di massa (venduti

50.000 esemplari) 1967 GE 115 GE Progettato in Italia - ex divisione elettronica di Olivetti 1970 PDP-11 DEC Dominante nel mercato dei minicomputer anni '70 1974 8080 Intel Priimo calcolatore general-purpose a 8 bit su unico chip 1974 CRAY-1 Cray Primo supercomputer vettoriale 1977 Apple II Primo calcolatore con interfaccia grafica 1978 VAX DEC Primo superminicomputer a 32 bit 1981 IBM PC IBM Inizia l'era del personal computer 1981 Xerox Star Primo personal computer con interfaccia grafica 1985 MIPS MIPS Primo calcolatore RISC commerciale 1987 SPARC Sun Prima workstation RISC basata su processore SPARC 1990 RS6000 IBM Primo calcolatore superscalare … … … …

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Anni �60 e �70

IBM 360

Lettore di dischi IBM

VAX

Apple II

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Anni �80

IBM PC-AT

SUN SPARCStation

Fairlight CMI

ZX Spectrum

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Alcuni Personal Computer di prima generazione

Apple Macintosh1984

Apple Lisa1983

Xerox Star1981

Osborne Compaq(portatile) 1983

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Oggi…

Domani…

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IEEE SpectrumJuly 2012

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Componenti di un sistema di calcoloutente

1utente

2utente

3utenten

compilatore assemblatore editor di testi base di dati

programmi applicativi

sistema operativo

dispositivi fisici coordina e controllal'uso dei dispositivi

da parte dei programmiGior

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Il Sistema Operativo……visto dall’utente» è un programma che consente di interagire con

i dispositivi in modo semplice, possibilmente intuitivo˃ Personal computer˃ Server˃ Workstation˃ Dispositivi mobili

» Nei sistemi embedded l’utente in genere non interagisce con il sistema operativo

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Il Sistema Operativo……visto dall’utente» Enfasi su

˃ progettazione interfacce + ingresso (ad es., touch-screen)+ uscita (ad es., grafica a icone)

» Meno enfasi su˃ prestazioni˃ massimizzazione utilizzo risorse

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Interfacce utenteL’interprete dei comandi» Il sistema operativo riceve dei comandi da

eseguire tramite stringhe di testo

» I comandi possono˃ far parte dell’interprete dei comandi˃ essere dei programmi separati

» Nei sistemi Unix/Linux è chiamata shell˃ diversi tipi di shell (C-, bourne, k-, ecc.)

» Gli amministratori di sistema interagiscono tramite shell

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Interfacce utenteInterfacce grafiche» Nate negli anni ‘70 dalle ricerche nei laboratori

Xerox di Palo Alto˃ Primi utilizzi: Xerox Alto e Apple Macintosh

» Utilizzano metafore (scrivania…) e icone˃ Dispositivi esterni di puntamento dello schermo (stilo,

mouse ecc.)˃ Uso di gesti naturali su schermi tattili

» Diverse interfacce˃ Macintosh˃ Windows˃ KDE, Gnome, ecc. nel mondo Linux˃ iOS˃ Android

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Il Sistema Operativo……dal punto di vista del sistema» Il sistema operativo è il mediatore fra

˃ le esigenze di risorse dei programmi applicativi+ memoria, cpu, periferiche

˃ e le risorse effettivamente disponibili nel sistema

» Il sistema operativo è un programma di controllo˃ consente l’uso corretto delle risorse˃ evita errori, blocchi

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Il Sistema Operativo……dal punto di vista del sistema» Fornisce ai programmi applicativi una visione

astratta della macchina

» I meccanismi di gestione delle risorse hanno l’obiettivo ˃ di non creare conflitti˃ di sfruttare al massimo le risorse del sistema

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Definizione di sistema operativo» Non esiste una definizione completa ed

esauriente» È essenzialmente un programma che consente

l’uso di un sistema di calcolo da parte di ˃ più di un programma applicativo˃ più di un utente

» È comunque un programma……che controlla altri programmi…

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L’evoluzione dei sistemi operativi

L’ontogenesi ricapitola la filogenesi

La storia dei sistemi operativi si ripete ad ogni evoluzione

nella tecnologia dei calcolatori

Accoppiamento più o meno stretto del sistema operativo

con architettura hardware

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Il sistema operativo UNIX» Nella seconda metà degli anni ‘60 grande impulso allo

sviluppo di sistemi operativi (innovators)» MIT, Bell Labs e General Electric progettarono MULTICS

(Multiplexed Information and Computing Service)» I Bell Labs ad un certo punto uscirono dal progetto, ma

Ken Thompson decise di riscrivere MULTICS su un “piccolo” calcolatore

» Brian Kernigham dei Bell Labs chiamò quel sistema UNICS (Uniplexed Information and Computing Service)˃ gioco di parole con l’inglese “eunhucs”

» I Bell Labs si interessano al lavoro: interviene Dennis Ritchie.

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La storia di UNIX» Esigenza di scrivere UNIX in un linguaggio di alto

livello˃ Thompson progettò il linguaggio B che non funzionò

tanto bene˃ Ritchie progettò il successore del B, il C

» Nel 1974 Ritchie e Thompson pubblicarono un articolo su UNIX˃ Molte università richiedettero UNIX. Essendo i Bell Labs

parte di AT&T (monopolio regolato), non poteva vendere computer e cedette UNIX all’università per un prezzo modesto.

˃ Molti ricercatori iniziarono a lavorarci essendo decisamente più evoluto dei SO “fatti in casa” utilizzati dai singoli dipartimentiGi

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Ritchie (in piedi) e Thompson

“Porting” di UNIX su PDP-11

Tappe Fondamentali» 1976: Prima versione disponibile al pubblico (V6)» 1978: V7, antesignana dei moderni sistemi UNIX» 1985: AT&T produsse System V

» 1993: AT&T vendette UNIX a Novell» 1995: Novell vendette UNIX a Santa Cruz Operation(SCO)

» Parallelamente l’Università di Berkeley sviluppò lapropria versione BSD

» POSIX (Portable Operating System): tentativo di standardizzare UNIX (IEEE)http://www.levenez.com/unix/

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Linux» 1991 - Linus Torvalds, finlandese, studente di

informatica, distribuì in Internet la versione preliminare del �nucleo� di una versione Unix per PC-IBM˃ Ispirato da MINIX, versione didattica di UNIX per PC-IBM

sviluppata da Andrew Tanenbaum» Il sistema si è evoluto grazie al contributo di

numerosissime persone che attraverso Internet hanno contribuito allo sviluppo

» Oggi numerose versioni, sia perpersonal computer, sia server

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Lo studio dei sistemi operativi» Oggi lo studio dei sistemi operativi è facilitato

da˃ disponibilità di codice sorgente (Linux, Max OS X,

Solaris, Windows, ecc.)˃ possibilità di eseguire sistemi operativi diversi su una

stessa architettura grazie alle tecniche di virtualizzazione

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Sistema Operativo Apple» Apple nacque nella seconda metà degli anni ‘70.

» Pioniere nell’introduzione di “applicazioni”˃ Elaboratore testi˃ Foglio di calcolo˃ Grafica

e nell’introduzione del sistema operativo grafico˃ Finestre˃ Mouse

» 1983: Apple Lisa

» 1984: Apple Macintosh» 2000: Mac OS X (basato su FreeBSD e Mach)

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Sistemi Operativi Microsoft» Nel 1974 venne creato alla Intel CP/M, il sistema

operativo per la nuova famiglia di microprocessori80xx˃ Sistema “a riga di comando”

» Nel 1981 la Microsoft creò un clone di CP/M e lo vendette a IBM che lo usò come sistema operativoper il primo “personal” computer˃ PC-DOS per i computer IBM˃ MS-DOS per i computer IBM-compatibili

» Nel 1985 prima versione di Windows˃ Interfaccia grafica per DOS, ispirata da quella del sistema

operativo Apple, che era un sistema operativo senzainterfaccia a riga di comandoGi

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Evoluzione di MS Windows» 1990: Windows 3.0» 1995: Windows 95

˃ Introduce memoria virtuale, gestione dei processi, multiprogrammazione

» 1998: Windows 98˃ Miglioramento grafico e integrazione con Internet

» Windows NT (1993)˃ Nuovo progetto slegato da MS-DOS

» Windows 2000 (basato su NT), XP e Vista» Oggi

˃ Windows 10 per sistemi “desktop”˃ Windows 2016 per sistemi “server”

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