Orario definitivo Martedì 14-16

Aula 2 Polo Mercoledì 12-13

Aula 1 Fondi Palazzina delle Scienze Giovedì 9-11

Aula 1 Fondi Palazzina delle Scienze Nota: non ci sono lezioni al DISI!

Ancora su Software di Base Software di base=strato (software) tra

macchina e utente che fornisce una macchina virtuale facile da usare

Evoluzione: Sistemi batch con schede (50’s-60’s) System/360 IBM compatibili (65-70’s) Sistemi operativi UNIX e DOS (80’s) WINDOWS (90’s)

Uno sguardo al sistema operativo

Gestione dei Processi Gestione della Memoria Centrale File System Gestione delle Periferiche

Ciclo di vita dei processi Processo = programma+stato mem e

registri Processo utenteprogrammi applicativi Processo di sistemasistema operativo

Processi kernel (nucleo) Gestori interruzioni

Esecuzione di un programma può comportare l’alternanza di processi utente e di sistema all’interno della CPU

Interruzione interna L’esecuzione di un processo attivo si

interrompe ad es. per input/output (operazioni costose in termini di tempo)

Lo stato corrente (contenuto reg..) del processo interrotto viene salvato in memoria

Il processo passa allo stato in attesa Il controllo passa ad un processo di sistema

che assegna la CPU ad un altro processo (per poter ottimizzare l’utilizzo della CPU)

Interruzioni esterne Una periferica segnala fine-operazione L’esecuzione del processo corrente viene

interrotta (attraverso un controllo sul Reg. RINT) e passa al gestore delle interruzioni

Il gestore delle interruzioni provvedere ad es a trasferire dati in memoria e risvegliare il processo in attesa che passa allo stato pronto

Il controllo passa poi al nucleo che manda in esecuzione uno dei processi in stato pronto

Gestore lavoro con interruzioni disabilitate

Interruzioni interne

attivo pronto

attesa

Salvastato

Ripristinastato

Fine

Inizio

Acknowledg. operazione

Interruzioni esterne

attivo pronto

Salvastato

Ripristinastato

Fine

Inizio

Scheduling dei processi Il sistema operativo può interrompere i

processi per assicurare una politica fair di esecuzione

Scheduler= parte di sistema operativo che sceglie il processo da mandare in esecuzione

Due possibili politiche di scheduling: Round robin Priorità

Criteri di valutazione: efficienza, tempi di risposta, fairness, ecc

Round Robin Gestione dei processi in attesa tramite

una coda (FIFO=first-in first-out) Ogni processo ha un quanto di tempo

di esecuzione dopo il quale torna in attesa Quanto >> Tempo per salvare-ripristinare

stato (context switching) Quanto << Tempo di esecuzione del

programma (per assicurare fairness)

Priorità Si assegna una priorità ad ogni processo

e si manda in esecuzione il processo con priorità più alta

La priorità può essere assegnata staticamente ed essere ridotta durante

l’esecuzione (ancora per ragioni di fairness) e se risulta più bassa di un processo in attesa context switching

Assegnata dinamicamente a seconda delle operazioni effettuate dal processo (es seleziona subito processi con operazioni I/O)

Gestione Memoria Centrale I processi si alternano nella CPU Per ragioni di efficienza dobbiamo

mantenere più programmi in memoria centrale partizionamento memoria e del suo spazio di indirizzi. Possibili tecniche: Segmentazione paginazione

Problema: rilocazione di un programma=trasformare indirizzi logici in indirizzi fisici

Rilocazione di programmi Compilatore+Linker: traducono programmi

scritti in linguaggio ad alto livello in programmi in linguaggio macchina che accedono dati (variabili ecc) utilizzando indirizzi logici indipendenti dalla posizione in memoria centrale

Loader: carica il programma compilato in memoria centrale.

(Linker: per compilare programmi divisi in moduli)

Rilocazione Statica: il loader trasforma indirizzi logici

in indirizzi assoluti durante il caricamento in memoria centrale

Dinamica: il loader carica il programma con indirizzi logici. Il programma compilato deve pero gestire l’indirizzamento tramite un registro speciale chiamato registro base

Registro base: mantiene l’indirizzo assoluto della parte di memoria dove si trova il programma

Segmentazione Memoria centrale suddivisa in segmenti di

lunghezza variabile contenenti i programmi Registro base:indirizzo prima cella del

segmento contenente il programma in esecuzione

Registro frontiero: ultima cella... Rilocazione:

ind. assoluto=ind. logico+cont. reg. base

Problema= frammentazione della memoria

Paginazione Memoria e programmi suddivisi in

pagine di lunghezza fissa I programmi vengono caricati in memoria

anche in pagine non contigue La tabella delle pagine mantiene la

corrispondenza tra pagine dei programmi e pagine in memoria centrale

Problema= ridurre no. di caricamenti pagine

Paginazione: rilocazione Se registro indirizzi ha k bit e una pagina ha

2^p celle, vi sono q=k-p pagine in memoria centrale I primi q bit di indirizzo logico indicano una

pagina (logica) nella tabella (la tabella mappa pagine logiche in pagine fisiche)

ultimi p bit indicano l’indirizzo relativo all’interno della pagina

Rilocazione: tramite i primi q bit si recupera indirizzo pagina fisica e poi lo si concatena con gli ultimi p bit ind. assoluto di k bit!

Memoria Virtuale Con la suddivisone del programma in

pagine non è necessario mantenere tutto il programma in memoria centrale

Paginazione a richiesta: Se la pagina del programma che contiene la

prossima esecuzione da eseguire non è in memoria si carica da disco (page swapping)

occorre trovare spazio in memoria e nella tabella (dobbiamo uccidere altre pagine)

Indirizzi nei programmi diventano virtuali infatti la tabella può contenere le pagine in ordine sparso

Gestione dei File Memoria di massa server per

gestire grandi quantità di dati Persistentenza Sicurezza Classificazione

Soluzione=dati organizzati logicamente in file e gestiti dal sistema operativo

File Nome: identificail file spesso con una

estensione che indica il tipo di file (es. Tesi.doc oppure somma.exe)

Struttura: ad esempioç Sequenza di byte Sequenza di blocchi (record) di byte

Tipo: File di caratteri e binari (eseguibili) Directory

Attributi: nome, diritti di accesso,proprietario

Operazioni su File Creazione Cancellazione Apertura e chiusura Lettura e scrittura Aggiunta Modifica Attributi Ridenominazione

File System Consente di creare, cancellare,

spostare, recuperare, ecc documenti in memoria di massa (persistente)

Directory File di tipo speciale che mantiene

informazioni su altri file: permette di strutturare insiemi di file (dati) in maniera gerarchica

DirectoryContenitore che contiene lista dei nomi e attributi dei file e directory al suo interno

File System Albero Radice=radice del’intero file system nodi=file o ulteriori directory

Path names In un’organizzaione ad albero i

nomi devono contenere informazioni sui cammini sui quali si trovano i corrispondenti file Nomi relativi: relativi ad una

particolare directoryNomi assoluti: specificano il cammino a partire dalla radice (root) del file system (mai ambigui)

File System in DOS Disco fisso indicato con C: Dischetto indicato con A: Es. Directory:

C:\Delzanno_TAMC_00\tamc_intro Es Comandi:

‘dir’ = lista file dir corrente ‘cd nome’=si posiziona nella dir nome ‘md nome’=crea dir nome sotto dir.

Corrente ‘rd nome’=rimuove dir nome

Es C:\TAMC\Esami\LuglioC:

RETI

lucidi Esami

Luglio Settembre

TAMC

Gestione File System File possono venire memorizzati con

Allocazione continua di blocchi di byte Allocazione collegata (un blocco contiene

l’indirizzo del prossimo) Allocazione con indice (si mantiene una

tabella in memoria per recuperare i blocchi) – DOS -

I-node: tabella con puntatori ad altre tabelle (combina le ultime due) – UNIX –

Gestione delle periferiche Driver fisici (hardware): per

trasferire e manipolare Driver logici (software): parte del

sistema operativo che forniscono funzionalità ad alto livello che riguardano le periferiche

Driver fisico Parte elettronica: device controller che

controlla i meccanismi fisici dell’apparecchiatura (es unità di lettura di floppy disk) Il device controller dialoga con la CPU attraverso

registri e attraverso una memoria dedicata alle operazioni I/O chiamata DMA (Memoria ad accesso diretto)

DMA libera la CPU dal controllo di operazioni I/O DMA memorizza informazioni che il device

controller puo usare per scrivere in memoria direttamente senza passare attraverso la CPU

Driver logici Software che mascherano i device

fisici Gestiscono errori Gestisce nomi dei device drivers Gestisce demoni per code di attesa

per l’utilizzo di device (ad es code di stampa per stampare file)

Memoria di Massa: Disco Fisso Vari piatti sovrapposti, ogni piatto ha 2

superfici magnetiche sulle quali vengono memorizzati i dati

Superfice suddivisa in tracce e settori Cilindro=tracce nella stessa posizione Dati memorizzati sup-traccia-settore Driver fisico=piatti+testine (una per sup.) Driver logico=software di sistema che

gestisce disco fisso (C: in DOS) cioè interruzioni

Memoria di Massa: Floppy Unico disco con 2 superfici magnetiche Vanno formattati cioè il sistema

operativo determina numero settori, densità bit sul dischetto

Driver fisico=unità di lettura con 2 testine una per ogni superficie

Driver logico=software che gestisce trasferimento dati da floppy (driver A: in DOS)