Il Sistema Operativo. Di cosa parleremo? Come si esegue un programma. La nozione di processo. Il sistema operativo

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1 Il Sistema Operativo Di cosa parleremo? Come si esegue un programma. La nozione di processo. Il sistema operativo

2 ... ma Cos'è un S.O.? un PROGRAMMA!... ma Cos'è un programma? PROGRAMMA: 1. algoritmo sequenza finita d'istruzioni istruzioni non ambigue istruzioni deterministiche 2. linguaggio comprensibile per un computer Sistema Operativo (Operating System): 1. programma 2. interfaccia tra utente e computer 3. gestione hardware Controllo del computer

3 soffermiamoci sul concetto d'algoritmo... un po' di esempi: 1. la ricetta di cucina 2. le istruzioni per montare un mobile dell'ikea 3. le indicazioni per gli origami 4. il metodo per il calcolo del M.C.D.

4 Risolutore & Esecutore ALGORITMO RISOLUTORE ESECUTORE

5 Come si esegue un programma? Le istruzioni di un programma sono eseguite da un processore. Per essere eseguito velocemente un programma deve essere caricato in una memoria veloce: memoria centrale (RAM). Il processore preleva le istruzione dalla memoria e le esegue una dopo l'altra. Un programma in esecuzione si definisce processo. 5

6 Rapporto Programma-Processo PROGRAMMA RICETTA PROCESSO DATI

7 Software di base e software applicativo Tipologie di Programmi Programmi per applicazioni specifiche (Software Applicativo) Programmi per gestire e rendere più efficace l intero sistema (Software di sistema o di base) Sistema Operativo Sistemi per la Gestione di Basi di Dati Compilatori/Interpreti e altri programmi di utilità 7

8 Esecuzione di linguaggi di alto livello CPU: esecutore di programmi scritti in linguaggio macchina È possibile codificare qualsiasi algoritmo in linguaggio macchina Perché si utilizzano i linguaggi di alto livello? Minore tempo di sviluppo dei programmi Migliore qualità dei risultati Maggiore riusabilità del codice Modularità e standardizzazione nella progettazione del software 8

9 Esecuzione di linguaggi di alto livello Linguaggi di alto livello Ogni istruzione corrisponde a più istruzioni elementari in linguaggio macchina che interpreta la CPU È necessario disporre di uno strumento in grado di tradurre le istruzioni del linguaggio di alto livello (programma sorgente) in istruzioni elementari che possano essere eseguite dal calcolatore Tale strumento sono: Interpreti (interpretano le singole istruzioni) Compilatori (traducono in linguaggio macchina) 9

10 Tipologie di Programmi Programmi CPU bound La maggior parte del tempo di esecuzione è impiegato dalla CPU, le operazioni di Input/Output sono poche rispetto alla quantità delle elaborazioni effettuate Esempio: applicazioni scientifiche La compilazione è praticamente indispensabile Programmi I/O bound Eseguono molte operazioni di Input/Output inframmezzate da brevi periodi di elaborazione Esempio: programmi gestionali Si possono utilizzare anche linguaggi interpretati, senza che le prestazioni ne risentano in modo sensibile 10

11 Dove sono i Programmi? - Task Manager, ksysguard e processi Sono tanti! - Perche? - Come si fa con un unico processore?

12 Processi e Sistema Operativo Il sistema Operativo permette di eseguire più processi utilizzando ad esempio tecniche di multicasting. P1 P2 multitasking P3 P4 P5 P6 O.S.

13 I compiti del sistema operativo Garantire la correttezza e la precisione nell elaborazione e nella trasmissione dell informazione; Consentire all utente di non interessarsi al problema della localizzazione delle risorse; Garantire il massimo livello di affidabilità, disponibilità e sicurezza dei sistemi; Assicurare la riservatezza dei dati; Consentire la realizzazione di soluzioni aperte (interoperabilità tra dispositivi e software realizzati da produttori diversi); Superare i problemi legati alla limitazione del numero delle risorse e, al tempo stesso, regolamentarne l impiego evitando conflitti di accesso; 13

14 Struttura di un sistema operativo GUI Graphical User Interface Modello a strati gerarchici Struttura organizzata su diversi livelli Ogni livello fornisce funzionalità specifiche. 14

15 Nucleo del sistema operativo (kernel) Compiti del nucleo: strato che dialoga direttamente con l hardware esecuzione dei programmi e risposta a eventi generati dalle periferiche Requisito fondamentale: consentire a utenti/programmi diversi la condivisione delle risorse Offrire virtualmente ad ogni utente/programma tutta la macchina Tante CPU virtuali Processo Processo... Processo CPU virtuale CPU virtuale... CPU virtuale Memoria BUS 15

16 Processi nel sistema operativo Programma: entità statica Memorizzato in genere su un dispositivo di memoria di massa Processo: entità dinamica Programma in esecuzione Dati utilizzati dal programma Informazioni relative al programma (contesto del programma) A un programma possono corrispondere diversi processi (copie in dello stesso programma contemporaneamente in esecuzione) Un processo può a sua volta richiedere l esecuzione di altri processi (si parla di processo padre e processi figli) Programma... istruzioni istruzioni... Processo Dati Altre informazioni 16

17 Supporto per più Processi Parallelismo reale Possibile solo sui sistemi multi-processore Parallelismo simulato Salvataggio e ripristino del contesto (valore dei registri e altre informazioni sul processo) Multitasking Time Sharing (permette la multiutenza) Vantaggi Sistemi flessibili Miglior sfruttamento delle risorse Processo P1 Elaborazione Processo P2 Attesa Processo P3 Tempo 17

18 Time Sharing P1 P2 t1 P1 P2 t2 t1 t1 t3 t4 t5

19 Stati di un processo 19

20 Unix & Linux Di cosa parleremo? - Caratteristiche dei sistemi UNIX; - Sistema Operativo LINUX, distribuzione; - Le GUI di LINUX

21 Multiprogrammato Multiutente UNIX Gestione della memoria virtuale Portabile Aperto

22 Linux Sistema Operativo Open Source a pagamento Programma gratuito Lo stesso codice è fruibile liberamente DEBIAN UBUNTU DISTRIBUZIONI RED HAT SUSE

23 Linux GUI un processo come tanti altri KDE GNOME

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