Il software di sistema

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1 Il software di sistema Il software in un calcolatore è organizzato in due parti distinte: Il Software di Sistema o Sistema Operativo, che comprende una serie di programmi atti a gestire le risorse fisiche del calcolatore e a rendere agevole l interazione dell utente con il sistema I programmi applicativi, che vengono scelti ed installati dall utente. Fondamenti di informatica 119

2 Il software di sistema È quella parte del software che consente di gestire tutte le risorse di un calcolatore a diversi livelli (fisico, logico, utente). È formato da un insieme di programmi e funzioni fondamentali per il funzionamento del calcolatore. Per esempio, le funzioni per gestire monitor, tastiera e stampante, come pure per leggere e scrivere su disco, sono tutte parte del sistema operativo. L utente non vede tutto questo ma solo una parte del sistema operativo, espressamente orientata all utente. Fondamenti di informatica 120

3 Il software di sistema Il sistema operativo è organizzato secondo una struttura a cipolla PROGRAMMI DI UTILITA UTENTE SERVIZI DI SISTEMA INTERPRETE DI COMAND FILE SYSTEM KERNEL HARDWARE Fondamenti di informatica 121

4 Il software di sistema Il kernel è costituito da un insieme di programmi che operano direttamente sull hardware del sistema. Gestisce tutte le risorse fisic del calcolatore. Il file system include i programmi e le strutture dati per l organizzazione dei dati sul disco fisso (o altro supporto di memorizzazione). I servizi di sistema sono una serie di funzioni utilizzabili da altri programmi che il sistema operativo mette a disposizione per consentire dall esterno l accesso alle risorse disponibili. L interprete di comandi è un programma di interfaccia che consente all operatore di interagire con il sistema operativo ed eseguire direttamente un sottoinsieme dei servizi di sistema. I programmi di utilità sono veri e propri programmi applicativi di nor forniti con il sistema operativo e utili a risolvere problemi generici d installazione e configurazione. Fondamenti di informatica 122

5 Il software di sistema Esempi di sistema operativo sono: Windows 98, DOS, Linux, Windows 2000, WindowsXP, UNIX. Ognuno di essi è caratterizzato da un insieme di componenti differenti (all interno della struttura a cipolla). Parti di sistemi operativi diversi non sono compatibili, ma è possibile realizzare delle interfacce fra loro. Le parti piu` interessanti per l utente finale sono quelle più esterne: il file system I servizi di sistema (li vedremo con la programmazione) l interprete di comandi i programmi di utilita` Fondamenti di informatica 123

6 Il software di sistema - il file system Il file system organizza i dati all interno del disco secondo una struttura logica ad albero. I dati sono raggruppati all interno di archivi logici chiamati directory. Esempio: un insieme di lettere possono essere raggruppate in una singola directory. Insiemi di dati coerenti formano un file. Esempio: un documento come una lettera costituisce un file; Si definisce il percorso (path) per accedere ad un file o directory, come l attraversamento dell albero fino al punto desiderato. Il percorso può essere assoluto oppure relativo. Fondamenti di informatica 124

7 Il software di sistema - il file system C: alfa teta usr bin beta exec personale vita locale sistema cartelle prova parco documenti 74 Directory corrente tour alfa letter Fondamenti di informatica 125

8 Il software di sistema - l interprete dei comandi È un programma (chiamato anche shell) in grado di interpretare una serie di comandi immessi tramite la tastiera. Esempi di comandi possono essere: La stampa di un documento; La richiesta di visualizzare i file di una directory specificata La richiesta di cancellazione di un file; La navigazione all interno del file system. Fondamenti di informatica 126

9 Il software di sistema - l interprete dei comandi L interprete di comandi MS-DOS si chia COMMAND.COM. In versioni leggermente modificate esso esiste anche nei più recenti sistemi operativi (es. Microsoft XP) I comandi più comuni sono: DIR - per vedere il contenuto della directory di lavoro; CD - per cambiare la directory di lavoro; COPY - per copiare uno o più files; DEL - per cancellare uno o più files; MKDIR - per creare una nuova directory; RMDIR - per cancellare una directory; TYPE - per visualizzare un file di testo; PRINT - per stampare un file di testo; PROMPT - per cambiare il prompt; TREE per visualizzare la struttura ad albero del file system PATH - visualizzare o imposta il percorso di ricerca per i file eseguibili; FORMAT - per formattare un disco; Fondamenti di informatica 127

10 Il software di sistema i programmi di utilità Esistono diversi tipi di programmi di utilità. A volte il confine tra questi programmi e i programmi più propriamente applicativi è molto labile. Text editor elementari (edit, notepad o wordpad); Calcolatrici su schermo (calc); Visualizzatori del file system (explorer); Internet browser più o meno complessi (strumenti per la navigazione in Internet); Programmi per il controllo e la configurazione di dispositivi e periferiche (deframmentazione, comunicazioni); Programmi per il monitoraggio dello stato del sistema (CPU, memorie, dischi); Fondamenti di informatica 128

11 I programmi applicativi I programmi applicativi sono installati dall utente e rispondono a specifiche esigenze di lavoro. Tra gli altri vanno elencati Word processor (formattatore di documenti); Spreadsheet (foglio elettronico); Database (gestione di basi di dati); Calendar/planner (agenda e rubrica/organizer); Internet browser avanzati (strumenti per la navigazione in Internet); Programmi per la comunicazione di rete (posta elettronica, ftp) Registratori/replicatori di suoni; Compilatori e interpreti; Applicazioni particolari (visualizzazione/analisi di immagini, analisi di dati, gestionali ecc.) Fondamenti di informatica 129

12 Approfondimenti Gestione dei processi Processo (job) = immagine in memoria di un programma Il primo processo caricato è il sistema operativo Nei primi calcolatori solo un processo alla volta (sistema monoprogrammato) uso di coda FIFO Ovvie controindicazioni nel caso di più processi Fondamenti di informatica 130

13 Approfondimenti MEMORIA PRIMARIA MEMORIA PRIMARIA MEMORIA PRIMARIA ROM PROGRAMMA DI ISTRUZIONE BOOT STRAP A0 MEMORIA SECONDARIA PROGRAMMA DI BOOT STRAP PROGRAMMA DI BOOT + SISTEMA OPERATIVO Sistema operativo SISTEMA OPERATIVO SEGMENTO ISTRUZIONI RAM PROCESSO IN MEMORIA SEGMENTO DATI MEMORIA LIBERA FASE 1 FASE 2 FUNZIONAMENTO ORDINARIO Fondamenti di informatica 131

14 Approfondimenti Nei sistemi moderni più processi competono per l esecuzione (sistemi multiprogrammati i processi vengono eseguiti a turno la tecnica più frequente è quella del time sharing : la CPU dedica un uguale intervallo di tempo ad ogni processo RESUME READY SUSPEND KILL RESCHED RESCHED WAIT CREATE RUN SUSPEN Fondamenti di informatica 132

15 Approfondimenti T T T T T T SIST. OP. PROC. A PROC. B PROC. C TEMPO IOS IOS IOS IOS IOS IOS IOS T T T T T RUN READ SIST. OP. WAIT PROC. A PROC. B PROC. C IOS IOS IOS IOS IOS IOS TEMPO INIZIO I/O INTERRUPT FINE I/O Fondamenti di informatica 133

16 Approfondimenti Memoria virtuale paginata Il processo viene diviso in pagine di uguale dimensione (ad e 256KB) I processi possono avere dimensione molto più grande della memoria effettivamente disponibile Viene continuamente gestito lo SWAP di pagine, secondo le necessità di indirizzamento legate all esecuzione Ovviamente più processi possono essere gestiti contemporaneamente La gestione delle pagine è completamente trasparente per l utente Possono essere gestiti anche blocchi di dimensione variabile (SEGMENTI) Fondamenti di informatica 134

17 Approfondimenti Disk Memoria virtuale paginata Page 1 Processor Memory Page 2 Page 3 Page 4 Page 5 Fondamenti di informatica 135

18 Approfondimenti Struttura del disco MS-DOS Fondamenti di informatica 136

19 Approfondimenti File system MS-DOS Fondamenti di informatica 137