Università di Bologna Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria dell'automazione e Ingegneria Elettronica A.A Sistemi Operativi L-A

Transcript

1 Università di Bologna Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria dell'automazione e Ingegneria Elettronica A.A Sistemi Operativi L-A Prof. Anna Ciampolini Obiettivi del Corso Parte teorica: Fornire alcuni concetti fondamentali relativi alla teoria dei Sistemi Operativi. Illustrare le caratteristiche di un sistema operativo reale (Linux), e gli strumenti a disposizione di utenti e programmatori per il suo utilizzo Parte pratica Sperimentare i concetti trattati nella parte teorica mediante lo sviluppo di programmi e script in ambiente Linux, utilizzando il linguaggio comandi di Unix/Linux, il C ed il Java. Sistemi Operativi L-A 2 1

2 Capacità richieste in ingresso: conoscenza del linguaggio C (Fond.Info LA) conoscenza del linguaggio Java (Fond.Info LB) fondamenti di architettura degli elaboratori (Calc. Elettr. LA) Capacità ottenute in uscita: conoscenza dei concetti alla base dei sistemi operativi moderni capacità di sviluppare applicazioni di sistema nell ambiente UNIX/Linux sviluppo di applicazioni multithreaded in Java e in ambiente Linux (pthread) Sistemi Operativi L-A 3 Argomenti trattati Introduzione ai sistemi operativi. Processi e threads Sincronizzazione tra processi Gestione della memoria Gestione dei dispositivi di I/O Sistemi Operativi L-A 4 2

3 Panoramica sul Corso Introduzione: Che cos è un sistema operativo: ruolo, funzionalità e struttura Evoluzione storica dei sistemi operativi Architettura di un S.O.: sistemi monolitici e modulari; sistemi stratificati; macchine virtuali, microkernel Organizzazione e funzionalita` del sistema operativo Unix. Sistemi Operativi L-A 5 Processi e Thread Panoramica sul Corso Il concetto di processo. Ruolo del Sistema Operativo nella gestione dei processi. Processi e threads: rappresentazione, gestione e interazione. Scheduling della CPU. La gestione dei processi in Unix: stati, rappresentazione, gestione, operazioni e comandi relativi ai processi. La gestione dei thread in Linux e Java. Sistemi Operativi L-A 6 3

4 Panoramica sul Corso Sincronizzazione tra processi Applicazioni concorrenti e loro rappresentazione: grafi di precedenza. Processi e risorse. Deadlock. Modello a memoria comune: Il problema della mutua esclusione. Il semaforo e sua realizzazione in ambiente mono e multiprocessore. Costrutti linguistici di alto livello per la sincronizzazione: il monitor. Realizzazione del costrutto monitor. Sincronizzazione tra thread nel sistema Linux e nel linguaggio Java. Sistemi Operativi L-A 7 Panoramica sul Corso Sincronizzazione tra processi [continua]: Sincronizzazione tra processi [continua]: Modello a scambio di messaggi: Comunicazione mediante scambio di messaggi: classificazione Send asincrone e sincrone; sincronizzazione estesa. Sincronizzazione mediante segnali. Interazione tra processi Linux: comunicazione mediante pipe e fifo; segnali. Sistemi Operativi L-A 8 4

5 Panoramica sul Corso Gestione della Memoria Ruolo del gestore della memoria. Allocazione della memoria contigua e non contigua. Paginazione e segmentazione Memoria virtuale. Gestione della memoria in Unix e Linux. Sistemi Operativi L-A 9 Percorso didattico Argomenti teorici Esemplificazioni: i sistemi operativi Unix e GNU/Linux; il linguaggio Java Esercitazioni Pratiche: Attività in laboratorio Sistemi Operativi L-A 10 5

6 Attività in laboratorio Non è obbligatoria, ma è parte integrante dell attività didattica! Settimanalmente, verranno distribuite schede di esercitazioni da svolgere in laboratorio L attività si svolgera` nel Lab2 Sistemi Operativi L-A 11 Attività in laboratorio Programma: La shell di Linux: comandi per la gestione del file system, dei processi e sincronizzazione; comandi di sistema. Cenni di amministrazione di sistema. Programmazione shell. Le system call di Unix/Linux: gestione dei processi, sincronizzazione, file system, comunicazione. La libreria pthread: suo utilizzo nel sistema operativo Linux per lo sviluppo di applicazioni concorrenti. Programmazione concorrente in Java: gestione dei thread e sincronizzazione. Sistemi Operativi L-A 12 6

7 Accesso al Laboratorio L attività si svolgerà in lab 2 ( su sistemi Linux Orario: mercoledi ore 9:00-11:00 Account: sono già attivi per tutti gli studenti Username determinato in base a matricola e cognome Password: è il pin associato al vostro badge Sistemi Operativi L-A 13 Una prova scritta: Esame programmazione concorrente programmazione linux Una prova orale obbligatoria. Sistemi Operativi L-A 14 7

8 Materiale Didattico Copia delle diapositive mostrate a lezione (scaricabili dalla pagina Web del corso) Libro adottato: P. Ancilotti, M. Boari, A. Ciampolini, G. Lipari: Sistemi Operativi, McGraw-Hill, Seconda Edizione, Libri Consigliati: Teoria A. Silbershatz, P. Galvin: Sistemi Operativi (6^ edizione), Addison Wesley. P.Ancilotti, M.Boari: Programmazione Concorrente e Disytribuita, McGraw-Hill, A.S. Tanenbaum, I Moderni Sistemi Operativi, Jackson Libri. Programmazione di sistema UNIX/Linux W.R. Stevens: Advanced Programming in the UNIX Environment, Addison Wesley Sistemi Operativi L-A 15 Ricevimento Studenti Martedì ore c/o Nuovi studi Edificio aule nuove (di fianco aula 5.7) - piano 1. aciampolini@deis.unibo.it Sistemi Operativi L-A 16 8

9 Interazione docente-studenti Ricevimento (martedi` 10-12) Lista di distribuzione del corso: è un servizio del portale di ateneo che consente di inviare, via , comunicazioni, messaggi e materiali di approfondimento agli studenti Accesso mediante lo stesso account della mia alla pagina: Liste+distribuzione/default.htm nome della lista: "SO-AUTOELE" Sistemi Operativi L-A 17 Orario delle Lezioni Mercoledi 9-11 aula 5.7,solo le prime due settimane, poi sostituite dal laboratorio. Gio 14-17, aula 1.3. Venerdi 9-12, aula 0.1. Eventuali variazioni verranno comunicate via lista di distribuzione Sistemi Operativi L-A 18 9