Il sistema operativo Panoramica dei principali O.S.

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1 Insegnamento di Informatica CdS Scienze Giuridiche A.A. 2007/8 Il sistema operativo Panoramica dei principali O.S. Prof. Valle D.ssa Folgieri Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 1 Sistema Operativo Def: gestore delle risorse dell elaboratore Software di base Strato sw che opera direttamente sull hw, isolando gli utenti dai dettagli dell architettura hw e fornendo loro insieme di funzionalità ad alto livello Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 2 1

2 Organizzazione A cipolla: ciascuno strato realizza macchina virtuale (maschera macchina hw ed offre insieme funzionalità) Diviso in 5 strati: Gestore dei processi (nucleo) Gestore della memoria Driver File System Interprete dei comandi I primi 3 strati sono detti kernel Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 3 Gestore dei processi Detto anche nucleo Responsabile esecuzione quasi contemporanea processi. Offre allo strato superiore macchina virtuale in cui ciascun programma opera come se avesse a disposizione unità elaborazione dedicata Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 4 2

3 Driver Responsabili operazioni I/O che coinvolgono le periferiche Sono programmi Mascherano all utente caratteristiche hw della periferica Utente ha a disposizione funzioni ad alto livello che leggono dati in ingresso e scrivono in uscita L utente opera come se avesse periferica dedicata Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 5 Interprete dei comandi Consente all utente di attivare i programmi Accede al programma tramite il file system Alloca la memoria e carica il programma tramite il gestore della memoria Attiva un processo tramite il nucleo Sfrutta l organizzazione a strati del sistema operativo e può richiedere l esecuzione di tutte le funzioni viste Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 6 3

4 Tipologie sistema operativo Mono utente: intero sistema dedicato a un solo utente Multi utente: più utenti condividono lo stesso sistema. In questo caso il sistema nasconde a ciascun utente la presenza degli altri, dando l impressione che l intero sistema gli sia dedicato (time sharing) Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 7 Gestione dei dischi I processi necessitano di memoria Accesso a memoria principale: semplice e veloce Accesso a memoria secondaria: macchinoso e lento per la specifica tecnologia utilizzata Disco rigido (hard disk): Insieme di dischetti ricoperti da materiale magnetico e piatti, solidali tra loro Vi si accede tramite braccio rigido su cui sono posizionati gruppi di lettura/scrittura detti testine Dimensione di poco superiore ai 10cm di diametro Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 8 4

5 Schema struttura di un hard disk Cilindro sinonimo di traccia Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 9 Valutazione prestazioni hard disk Tempo medio di accesso ad un blocco dati Tempo medio che passa da richiesta di accedere ad un certo settore e tempo in cui questo viene trovato. Può essere somma di: Seek time: tempo di spostamento necessario al movimento fisico del gruppo di testine, maggiore tra i contributi Latency time: tempo di assestamento degli organi meccanici e il tempo necessario affinché il settore desiderato passi sotto la testina dipende da caratteristiche meccaniche del dispositivo Velocità di trasferimento dei dati dipende da molti fattori. Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 10 5

6 Gap e interleaving Utilizzato per accesso a settori adiacenti del disco. Percorso lasciato inutilizzato nei primi dischi rigidi, per dare il tempo di sincronizzazione a testina e buffer (che legge i dati e li trasferisce in memoria principale). Oggi adottata tecnica di alternare numerazione dei settori (interleaving), in modo da utilizzare tutto la spazio. Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 11 Tecniche di gestione della memoria Possono essere suddivise in tecniche: di rilocazione dinamica, realizzata durante esecuzione del programma ad opera della MMU (Memory Management Unit) di rilocazione statica: il programma compilato è caricato in memoria aggiungendo al blocco di memoria virtuale (creato dal processo di traduzione) il blocco fisico effettivo, per poter accedere a quest ultimo Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 12 6

7 Modalità di gestione memoria Sistema monoprogrammato: si pone un solo processo in memoria. Tecnica obsoleta (sistemi moderni possono gestire più programmi contemporaneamente) Sistema multiprogrammato: rilocazione statica. Suddivisione della memoria in partizioni fisse durante installazione del sistema operativo. Una assegnata a sistema operativo, altre ai processi. Paginazione: rilocazione dinamica. La memoria è suddivisa in pagine di dimensione fissa, che varia a seconda del sistema operativo. Ogni processo ha una pagina man mano che ne manifesta il bisogno. Segmentazione: rilocazione dimanica Sistemi più sofisticati: segmentazione paginata Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 13 Panoramica Sistemi Operativi Anni 80: da informatica centralizzata a informatica distribuita: Reti Problemi di gestione; compatibilità sw; sistemi operativi standard e user-friendly Anni 90: caratterizzati da miglioramento sistemi operativi (sw quasi raggiunto hw) Per il personal computing è necessario guardare almeno a questi sistemi: MS-DOS System Apple Windows Linux Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 14 7

8 Il D.O.S. Acronimo di: Disk Operating System Prima uscita: Nel seguito forte evoluzioni attraverso varie versioni (per interfaccia utente e gestione risorse) Interfaccia a caratteri (imparare e ricordare) Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 15 Interfaccia caratteri Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 16 8

9 Estensioni dei file Nome file: max 8 caratteri + estensione (3 caratteri) exe: file eseguibile (programma) com: file di sequenza comandi DOS bat: serie di comandi DOS in sequenza riuniti per comodità (simili a macro. Es. autoexec.bat) sys: file di configurazione di un programma (per sistema operativo: config.sys configura computer e periferiche. Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 17 Il prompt dei comandi Scritta C:> che appare sul video Per eseguire programma: nome senza suffisso Il tasto INVIO su tastiera conferma il comando DOS fornisce messaggi di errore (es. nome di file o comando errato) Esempi comandi DOS: Dir: contenuto della directory Cd seguito da nome directory: spostamento nella directory indicata Cd.. Livello superiore di directory (nell albero) Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 18 9

10 Organizzazione dei documenti Il concetto è rimasto simile in Windows e negli altri sistemi Disco come archivio con classificatori, cartelle (nidificate), documenti Qui abbiamo struttura ad albero con: Directory: cartelle Le directory possono contenere altre cartelle: subdirectory Ramo = percorso (path) Foglie: file (documenti e programmi) Radice (root): directory principale (C:) Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 19 Esempio struttura ad albero Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S

11 Il S.O. del Macintosh (Apple) MacOS della Apple, nato per computer Macintosh Basato inizialmente su processori CISC Motorola Importante perché primo sistema operativo con GUI Utilizzato per la prima volta nel 1984 (mondo IBM compatibile: DOS) Interfaccia mutuata da un programma di ricerca della Xerox Prevedeva già mouse (DOS no), driver 3,5 Maggior parte sistema operativo su ROM (DOS su floppy) Prime versioni in Pascal con alcune parti in Assembly Oggi Windows e Linux hanno stessa interfaccia, ma System Macintosh arrivato prima Oggi compatibilità tra i programmi per i diversi sistemi operativi Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S. 21 Windows Inizialmente si chiamava Interface Manager. Sviluppo inizia nel 1981, ma diffusione fine anni 80-inizio anni 90 Per IBM-compatibili Nasce da IBM con collaborazione Microsoft che poi lo acquisisce Interfaccia GUI Mantiene nucleo DOS dei comandi (interfaccia), presente ancora oggi, limitatamente Anche nel mondo PC concetto di evento, uso di mouse Programmi interfaccia API (Application Program Interface) Concetto di finestra (su cartella) e icona (programmi) come Apple. Stessa organizzazione ad albero del DOS Monopolio Microsoft Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S

12 Linux Primo e più importante progetto di sviluppo condiviso di software nella storia dell Informatica Luglio 1991: Linus Torvards (studente Università di Helsinki) annuncia su Usenet di voler creare nuovo sistema operativo e chiede collaborazione altri utenti in Rete 1991: versione : prime distribuzioni Marchio di Linux: TUX, il pinguino Interfaccia grafica Programmi di office automation con stesse funzioni altri sistemi Tutto gratuito (OpenSource) Importante perché rappresenta reale alternativa a Microsoft Molto temuto. Principale concorrente da battere 2003: anno di SCO e di attacchi a Linux e al mondo OpenSource (parti di Linux copiate dal sistema operativo SCO?) Lez Il sistema operativo panoramica principali O.S

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