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1  SCHEDA SINTETICA DEL CORSO DI SISTEMI OPERATIVI Obiettivi: conoscere e comprendere i concetti fondamentali relativi ai moderni sistemi operativi, il ruolo dei sistemi operativi, la gestione delle risorse da parte di un sistema operativo e le princip...

1  SCHEDA SINTETICA DEL CORSO DI SISTEMI OPERATIVI Obiettivi: conoscere e comprendere i concetti fondamentali relativi ai moderni sistemi operativi, il ruolo dei sistemi operativi, la gestione delle risorse da parte di un sistema operativo e le principali differenze tra i diversi sistemi operativi moderni. Lo studente affronterà alcuni dei problemi tipici della gestione concorrente di risorse multiple, nei loro vari aspetti. Docente: prof. Stefano Ricciardi, [email protected] Orario settimanale: lunedì 10-13, mercoledì 11-13 e venerdì 10-13 Prerequisiti: conoscenze informatiche di base. CFU : 9 2  SCHEDA SINTETICA DEL CORSO DI SISTEMI OPERATIVI Credito 1. Introduzione ai sistemi operativi. Cenni storici. Attività e struttura di un sistema operativo. Il kernel ed i moduli di un sistema operativo. Credito 2. I sistemi a processi. Proprietà dei processi. Operazioni sui processi. Stati di un processo. Credito 3. Cambio di contesto. Creazione e terminazione di un processo. Processi sequenziali, concorrenti ed in tempo reale. Processi leggeri (thread). Credito 4. Thread e concorrenza. Cooperazione e sincronizzazione. Il problema della mutua esclusione. Credito 5. I semafori. Comunicazione tra processi: condivisione di memoria, scambio di messaggi. Deadlock. 3  SCHEDA SINTETICA DEL CORSO DI SISTEMI OPERATIVI Credito 6. Gestione dell'unità centrale. Scheduling della CPU. Criteri ed Algoritmi di scheduling. Credito 7. Gestione della memoria. Spazi di indirizzamento. Rilocazione statica e dinamica. Memoria virtuale e swapping. Allocazione contigua della memoria, paginazione e segmentazione. Gestione della memoria secondaria e terziaria. Credito 8. Il file system. Struttura del file system. Attributi dei file, operazioni e metodi di accesso. Allocazione dei file. Gestione dello spazio libero. Credito 9. Sicurezza. Protezione. 4  TESTO DI RIFERIMENTO Sistemi operativi – Concetti ed esempi, Silberschatz A., Galvin P., Gagne G., 9/ed., Pearson 2014. 5  MODALITÀ DI ESAME L’esame consta di un questionario a risposta multipla sugli argomenti del corso. Ad ogni domanda è associato un punteggio e rispondere in modo errato non comporta una penalità. Gli studenti che totalizzano un voto pari a 27 o superiore possono registrare l’esame senza effettuare una prova orale, che è comunque sempre possibile per migliorare il voto, a patto di aver raggiunto almeno la sufficienza (18) nello scritto. Ogni quesito a risposta chiusa è caratterizzato da quattro possibili risposte, delle quali potrebbe essere vera una sola, nessuna o tutte. 6  SEZIONE DEL PROGRAMMA DEL CORSO: INTRODUZIONE AI SISTEMI OPERATIVI 7 ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 8 9 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 10 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 11 Diagramma temporale delle interruzioni per un singolo programma che invia dati in output ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 12 USO DELLE INTERRUZIONI 13 Ciclo di I/O guidato dalle interruzioni ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 14  INTERRUPTS MASCHERABILI E NON MASCHERABILI La maggior parte delle CPU ha due linee di richiesta di interruzione. Una è non mascherabile (Non-Maskable-Interrupt o NMI), riservata a eventi come errori irreversibili di memoria, mentre la seconda è mascherabile (Maskable- Interrupt o MI), ovvero può essere disattivata dalla CPU prima dell’esecuzione di istruzioni critiche che non devono essere interrotte. L’interruzione mascherabile è solitamente usata dai controllori dei dispositivi per richiedere un servizio. 15 Tabella degli eventi di un processore INTEL ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 16 MEMORIA ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi Scala gerarchica dei sistemi di memorizzazione ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 19 Funzionamento di un moderno sistema operativo ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 20 Architettura degli elaboratori ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 22 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 23 Architettura di multielaborazione simmetrica ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 24 Architettura dual-core con due unità sullo stesso chip ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 25 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 26 Architettura multiprocessore NUMA ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 27 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 28 Struttura generale di un cluster ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 29 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 30 Configurazione di memoria per un sistema con multiprogrammazione ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 31 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 32 Transizione da modalità utente a modalità di sistema ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 33 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 34 Caratteristiche di varie forme di archiviazione dati ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 35 Migrazione di un intero A da un disco a un registro ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 36 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 37 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 38 Un computer che ha in esecuzione (a) un singolo sistema operativo e (b) tre macchine virtuali ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 39 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 40 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 41 Lista circolare ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 42 Albero binario di ricerca ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 43 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 44 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 45 Tabella Hash ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 46 Struttura generale di un sistema client-server ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 47 Sistema peer-to-peer senza servizi generalizzati ©Pearson Italia S.p.A. –Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 48 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 49 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 50 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 51 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 52 ©Pearson Italia S.p.A. – Silberschatz, Galvin, Gagne, Sistemi operativi 53