Sistema Operativo. (hardware e software) della della macchina

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1 Sistema Operativo Senza Sistema Operativo (SO) un computer è solo un macchinario inutile... Il SO rende possibile la gestione, elaborazione e immagazinamento dell informazione. Il Il SO SO è il il software che che gestisce le le risorse risorse (hardware e software) della della macchina L hw fornisce potenza di calcolo, il SO la rende disponibile agli utenti, gestendo l hw in modo efficiente. Il SO controlla l esecuzione di tutti gli altri programmi. Il SO è l intermediario tra l utente/i e la macchina. 1

2 Struttura del Sistema Operativo Il SO permette alle applicazioni di astrarre dal dettaglio hardware e di operare in termini di richieste di servizi al SO stesso. 2

3 Funzioni del Sistema Operativo Gestione dei Processi (multitasking) Gestione della memoria (scheduler) Gestione dei files (file system) Gestione degli utenti (multiutenza) Gestione dell I/O (stampanti, video, tastiera,...) Gestione servizi di Rete Protezione del sistema Interprete di comandi... La La descrizione precisa precisa di di cosa cosa faccia faccia parte parte o meno meno del del SO SO non non è universalmente definita (vedi (vedi caso caso IE) IE) 3

4 Tipologie di Sistemi Operativi Singolo utente / Multi utente Real time Sistemi distribuiti Embedded... 4

5 Modalità operative Problema: evitare blocchi del sistema hardware a causa del malfunzionamento di applicazioni software (crash). Soluzione: modi operativi distinti della CPU user mode (esecuzione di operazioni per un utente - es. applicativi) kernel mode (esecuzione di operazioni per il SO) Un problema (o in generale una richiesta) da parte di un dispositivo fa passare la CPU da user a kernel mode. 5

6 Processi Processo: è un programma in esecuzione. programma => statico dinamico <= processo un processo incorpora le istruzioni, i dati da elaborare, lo stato dell elaborazione (context) Due famiglie di sistemi: Monotasking (un processo alla volta) Multitasking (più processi simultaneamente) 6

7 Multitasking 1 cpu < > molti processi Come è possibile? Il controllo della CPU viene passato, a turno, da un processo ad un altro: poiché questo avviene in modo molto rapido, gli utenti hanno una illusione di concorrenza. Pr6 Pr1 Pr5 Scheduler Pr2 Pr4 Pr3 Il turno dipende anche dalla priorità assegnata al processo. 7

8 Transizioni causate da interrupts (I/O) Stati di un processo waiting running ready (Schema semplificato) Transizioni generate dallo scheduler Le transizioni tra lo stato running e gli altri stati comportano un context switch della CPU. 8

9 Files Un file è un un contenitore di di informazioni Un file è una collezione di dati con un nome. Un file è una sequenza di byte terminata da un carattere di EOF (End Of File) Il file system è l insieme dei files, della loro organizzazione in directory e dei metodi di gestione e di accesso. I files risiedono nella memoria secondaria (dischi) Esistono comandi per creare, distruggere, aprire, chiudere, leggere, scrivere files In un sistema multiutente è necessario proteggere i files ci possono essere più livelli di protezione per diverse tipologie di utenti 9

10 Directory Una directory è un contenitore di files e directories La directory definisce l ambito di validità di un nome (name space). Si può individuare la posizione di un file nella gerarchia delle directory usando il path path assoluto: a partire dalla root path relativo: a partire dalla directory corrente In alberto il path relativo è posta.txt In utenti il path relativo è alberto/posta.txt Il path assoluto è /utenti/alberto/posta.txt Directory Cartelle Folder File root sistema utenti programmi alice alberto Test.txt Indirizzi.doc Posta.txt Posta.txt 10

11 Linguaggi di programmazione Linguaggio di programmazione: una serie di termini e regole per comporre istruzioni che descrivono un problema o la soluzione di un problema al calcolatore Es: JavaScript,Visual Basic, Assembler, C, Pascal, C++, Java, SQL, COBOL, Fortran, Si differenziano per: potenza espressiva (livello di astrazione) tipo di approccio (dichiarativo, imperativo,...) paradigma di programmazione (oggetti,...) piattaforme di utilizzo 11

12 Traduzione Per essere eseguito dal processore, un programma deve essere tradotto in una serie di istruzioni eseguibili (linguaggio macchina) Compilazione: la traduzione da linguaggio ad alto livello a linguaggio macchina viene effettuata da un apposito programma preesistente (il compilatore) Interpretazione: il programma nel linguaggio ad alto livello viene letto una (o poche) istruzione alla volta e vengono eseguiti le corrispondenti istruzioni in linguaggio macchina. Questa operazione viene effettuata da un programma chiamato interprete 12

13 Processo in esecuzione Compilazione Programma in un linguaggio di alto livello Compilatore Codice eseguibile Disco 13

14 Processo in esecuzione Interpretazione Programma in un linguaggio di alto livello Interprete Disco 14

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