Riassunto delle Puntate Preceden.

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1 Il Sistema Opera.vo

2 Riassunto delle Puntate Preceden. So7ware: Il so7ware è un programma o un insieme di programmi in grado di funzionare su un computer o qualsiasi altro apparato con capacità di elaborazione Il so7ware può essere dis9nto in so7ware di sistema so7ware applica.vo

3 Sistemi Opera.vi Ms-Dos Windows (98/Me/2k/Xp/2k3/Vista/7) Linux/Unix Mac-OS ecc

4 Sistema Opera.vo Un sistema opera.vo (S.O.) è un insieme di programmi che devono svolgere funzioni essenziali per l uso di un sistema di elaborazione rendendo trasparen9 all utente le risorse Hardware

5 Sistema Opera.vo si occupa di ges9re: l unità centrale la distribuzione della memoria fra più programmi le unità di input/output le operazioni di levura e scrivura sulle memorie di massa (ges9one dei file) Iterazione con l utente

6 Sistema Opera.vo I sistemi opera9vi hanno una struvura complessa, che può essere descriva come una gerarchia di macchine virtuali Ciascun livello della gerarchia è rela9vo a una macchina virtuale del sistema opera9vo che ges9sce una diversa 9pologia di risorse le risorse ges9te sono i processori, la memoria, le periferiche, le memorie secondarie, l interfaccia utente L utente del calcolatore interagisce solo con l interprete comandi del sistema opera9vo

7 Sistema Opera.vo

8 Mono/mul(tasking S.O esecuzione di un solo/più programma/i per volta Time sharing tecnica di ripar9zione del tempo d'u9lizzo della CPU tra tu\ i processi in esecuzione Processo = qualsiasi programma in esecuzione ges9to dal SO ogni processo ha un quanto di tempo(qualche millisecondo) della CPU ciascun processo/programma/utente ha l'illusione di disporre singolarmente della CPU

9 S.O Mono/mul(utente una/diverse persona/e possono collegarsi al sistema e ges9re le proprie a\vità(contemporaneamente) Memoria prote5a ogni processo in corso u9lizza una determinata area di memoria per il proprio funzionamento sicurezza di sistema garantendo la sua integrità nonostante il blocco di un processo

10 Mono programmazione Nella uni programmazione (ormai in disuso) il processore avende la fine delle operazioni di I/O per riprendere l esecuzione dell unico processo

11 Mono programmazione Il programma viene lanciato, eseguito e terminato La CPU non e u.lizzata al meglio! Si spreca molto tempo La CPU e molto più veloce delle periferiche (disposi9vi di I/O e disco) quindi passa molto del suo tempo in a@esa del completamento delle operazioni da parte di ques. disposi.vi Durante queste fasi di avesa si dice che la CPU e idle

12 Esempio Mono Programmazione Un processo e cos9tuito da 1000 istruzioni, la CPU ha frequenza di 1MHz, quindi il processo richiede: 10 3 /10 6 sec = 1msec A metà esecuzione e richiesta la levura di un dato dal disco. Il tempo di levura e pari a 1msec. : tempo totale di esecuzione del processo = 2 msec. Idle 9me = 1 msec.: Il 50% del tempo totale di esecuzione e tempo sprecato

13 Mul.programmazione Quando un processo si ferma in avesa di operazioni di I/O, la CPU passa ad eseguire un altro processo Il SO si occupa dell alternanza tra i vari processi Più programmi sembrano così essere esegui9 contemporaneamente In realtà in ogni istante c è sempre un solo processo in esecuzione, ma se l alternanza è molto frequente si ha un impressione di simultaneità Il numero di processi contemporaneamente in esecuzione è comunque limitato ed è devo grado di mul.programmazione

14 Mul.programmazione Nella mul.programmazione o mul.tasking il processore salta da un processo all altro

15 Sistema Opera.vo Sistema a Livelli

16 Kernel è responsabile della ges.one del processore generalmente sovo il kernel esiste fisicamente un solo processore quindi il calcolatore potrebbe svolgere un solo programma alla volta(uni programmazione) il Kernel ha il compito di ripar9re il tempo di calcolo del processore ai programmi in esecuzione, realizzando la mul9programmazione Ciascun programma ha l impressione di essere l unico programma eseguito dal calcolatore Il Kernel ges9sce anche l eventuale presenza di più processori

17 Scheduler Uno scheduler: che scandisce il tempo di esecuzione dei vari processi e assicura che ciascuno di essi venga eseguito per il tempo richiesto. Normalmente lo scheduler ges9sce anche lo stato dei processi e può sospenderne l'esecuzione nel caso ques9 siano in avesa senza fare nulla (esempio classico è la richiesta di da9 da disco). Nei sistemi opera9vi real8me lo scheduler si occupa anche di garan9re una 8meline, cioè un tempo massimo di completamento per ciascun task in esecuzione

18 Gestore della memoria RAM I programmi per poter essere esegui9 devono essere carica9 (almeno in parte) in RAM assieme ai loro da9. caricatore o loader programma del kernel che carica i programmi Gestore della memoria suddivide la RAM per assegnarne delle porzioni a ciascun programma in esecuzione

19 File System Il gestore di file system: si occupa di esaudire le richieste di accesso alle memorie di massa. Viene u9lizzato ogni volta che si accede a un file su disco, e oltre a fornire i da9 richies9 9ene traccia dei file aper9 e dei permessi di accesso ai file. Compi.: fornire programmi per accedere e ges8re i file rendere trasparente (nascondere) la stru;ura fisica della memoria di massa o<mizzare l occupazione della memoria di massa

20 Ges.one I/O La ges9one delle periferiche deve rendere trasparen9 le caraveris9che fisiche delle singole periferiche ges9re la comunicazione di segnali verso i disposi9vi coordinare l accesso di più uten9 (processi) alle stesse periferiche Programma di ges9one di una periferica è chiamato driver

21 Spooler - Shell Uno spooler: che riceve dai programmi i da9 da stampare e li stampa in successione, permevendo ai programmi di proseguire senza dover avendere la fine del processo di stampa. Una interfaccia utente (Shell) che permeve agli esseri umani di interagire con la macchina.

22 File Un file è l unità di da9 elementare ges9ta dal file system ed è caraverizzato da un contenuto, cioè una sequenza di byte che con9ene informazioni 9picamente "omogenee" un iden9ficatore, unico per ogni file I da. contenu9 nel file devono essere opportunamente interpreta9 le regole con cui interpretare il file sono chiamate formato del file I forma9 dei file corrispondono a codifiche convenzionali di informazioni adovate dalle applicazioni

23 File Per ogni file vengono memorizzate varie ulteriori informazioni iden.ficatore nomefile.estensione data di creazione e di ul9ma modifica dimensione posizione effe\va dei da9 nella memoria di massa permessi di accesso etc

24 Nome dei file Un file è iden9ficato da un percorso ed un nome il percorso indica la sequenza delle cartelle che occorre traversare per raggiungere il file in alcuni sistemi indica anche il volume in cui si trova il file il nome è unico all interno della cartella in cui si trova il file il nome può contenere il caravere. (punto) la parte terminale del nome dopo l ul9mo punto (quando presente) viene chiamata estensione

25 Nome dei file l estensione è lunga generalmente tre caraveri (esempi:.txt.doc.exe.htm, ) in alcuni sistemi (9picamente DOS e Windows) l estensione iden9fica il formato del file

26 Nomi dei file Linux per quanto riguarda i nomi dei file e delle directory è case-sensi9ve (sensibile alla differenza tra minuscole e maiuscole) In una stessa directory possiamo avere i file levera, LeVera e LETTERA Windows è case-preserving: memorizza i nomi con le maiuscole cosi come li si scrive (salvo qualche caso) ma non fa differenza quando facciamo delle ricerche Il caravere separatore nei percorsi per Linux è la barra ordinaria (/) mentre in Windows è quella rovescia (\)

27 Estensioni In Windows il concevo di estensione è parte integrante del sistema opera9vo Ad Esempio: un file eseguibile deve avere un estensione.exe un file batch una estensione.bat In Linux il sistema opera9vo non usa il concevo di estensione in quanto tale. Sono le singole applicazioni che, se lo desiderano, possono usare le estensioni per qualche fine

28 Operazioni sui file Il sistema opera9vo meve a disposizione degli uten9 le seguen9 operazioni Creazione l utente, o più spesso un applicazione lanciata dall utente, può creare file ed aggiungerli al file system Cancellazione l utente può cancellare un file Apertura l utente, o più spesso un applicazione lanciata dall utente, può dichiarare di essere interessato a leggere o scrivere su un file questa dichiarazione serve a prevenire la modifica del file da parte di altri uten9/ applicazioni

29 Operazioni sui file Chiusura l utente dichiara di aver terminato la levura/modifica del file Le@ura l utente legge il file Scri@ura l utente aggiorna il file

30 Rapporto tra file e applicazioni: file eseguibili Alcuni file, chiama9 programmi o applicazioni, sono riconosciu. dal sistema opera.vo come eseguibili Nei sistemi Windows i file eseguibili sono determina9 dalla loro estensione(.exe.com.bat) Nei sistemi Linux i file eseguibili non si possono riconoscere dal nome, ma sono esplicitamente e9cheva9 come tali con speciali comandi

31 Organizzazione dei File File organizza9 logicamente in modo gerarchico un albero rovesciato (come quello genealogico) Organizzazione logica non è in relazione con l organizzazione fisica la posizione fisica nella memoria di massa

32 Organizzazione ad albero Albero formato da nodi e archi (collegamen9) tra i nodi Nodo dell'albero file o directory divisi per livelli Collegamen9 tra nodi di livelli vicini nodo sopra = padre nodo sovo = figlio Ogni nodo ha un solo padre Il padre più in alto è chiamato radice I nodi che sono file non hanno figli Cammino assoluto o rela9vo (per file)

33 Cartelle - Volumi Una cartella (o directory) è un contenitore di file e cartelle Un volume è una unità logica che con9ene file e cartelle e corrisponde ad una porzione (deva par9zione) della memoria di massa ges9ta dal file system

34 Volumi e Cartelle in Windows I sistemi Windows ges9scono un albero di cartelle separato per ogni volume questa caraveris9ca deriva dal DOS Disk Opera9ng System ad esempio: il file a:\miadir\prova.txt risiede nel volume a: Il file c:\win\log.txt risiede nel volume c:

35 Volumi e Cartelle in Unix I sistemi Unix (come per esempio Linux) presentano all utente un singolo albero di cartelle, nascondendo l effe\va dislocazione dei file nei volumi ad esempio il file /home/user/miadir/prova.txt potrebbe risiedere su un disco diverso da quello su cui risiede il file /usr/bin/ls, ma entrambi i file appartengono allo stesso albero di cartelle

36 Programma e processo Per un file eseguibile o programma, oltre alle consuete operazioni(creazione, cancellazione, apertura, chiusura, le@ura e scri@ura) l utente può richiedere l operazione di esecuzione Quando esegue un programma il sistema opera9vo reperisce nel file system il file contente il codice eseguibile del programma alloca al programma le risorse necessarie per la sua esecuzione (ad esempio, una certa quan9tà di memoria centrale) copia il codice eseguibile del programma in memoria centrale avvia l esecuzione del programma

37 Programma e processo Un programma in esecuzione viene chiamato processo il processo non va confuso con il file eseguibile, o programma, corrispondente L utente potrebbe richiedere l esecuzione contemporanea dello stesso programma più volte, generando diversi processi tu\ corrisponden9 allo stesso programma

38 Interprete comandi L interprete comandi è l interfaccia utente del sistema opera.vo definisce le operazioni che possono essere u9lizzate direvamente dall utente finale, chiamate comandi esempi di comandi sono esecuzione di una applicazione apertura di un documento (eseguendo l applicazione in grado di interpretare il suo formato)

39 Interprete comandi L interprete comandi può essere basato su una interfaccia a cara@eri come nei sistemi opera.vi Unix, ma anche nel prompt dei comandi di Windows basato su una interfaccia grafica come nei sistemi opera.vi Windows e nell ambiente X Window di Unix

40 So7ware Applica.vo Viene devo Sotware applica9vo (o semplicemente "applica9vi") l'insieme dei programmi che non sono compresi nelsistema opera9vo, ma che vengono invece installa9 dall'utente per svolgere compi9 specifici. Tali programmi non ges9scono direvamente le risorse di un p.c., ma usufruiscono dell astrazione fornita dal S.O.

41 So7ware Applica.vo Indica9vamente potremmo dividere i sotware applica9vi in 5 categorie: U.lità di Sistema: programmi che servono per migliorare la ges9one e la sicurezza della macchina, come ad esempio gli stessi an9virus, oppure programmi per l'o\mizzazione delle risorse. Office Automa.on: programmi di ausilio nei normali lavori d'ufficio, quindi creazione e elaborazione di tes9 (word processor), ges9one di basi di da9 (database), fogli di calcolo, posta elevronica, navigazione in Internet, ecc. Applicazioni aziendali : programmi crea9 per le necessità specifiche delle aziende, come ad esempio i programmi per la favurazione o per la ges9one del personale, dei magazzini, dei macchinari industriali. Strumen. di sviluppo : programmi per la creazione di ogge\ mul9mediali (pagine Web, animazioni e CD intera\vi), elaborazione audio/video/immagini. Giochi e svago : giochi, emulatori, levori audio e video.

42 StruVura

43 Esempi Applica.vi Sono applica9vi: i programmi an9virus (Norton, McAffee, Panda,...) i programmi per la compressione dei file (Winzip, WinRar,...) i programmi per la posta elevronica ( Eudora, Outlook Express,...) i programmi per il ritocco fotografico (Photoshop, PaintShop Pro,...) i programmi per la composizione mul9mediale (Dreamweaver, FrontPage, Flash, Director,...) i programmi audio/video (Quick Time Player, Real Player,...)