Lez. 9 Il Sistema Opera3vo. Prof. Pasquale De Michele (Gruppo 2) e Raffaele Farina (Gruppo 1) 1

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1 Lez. 9 Il Sistema Opera3vo Prof. Pasquale De Michele (Gruppo 2) e Raffaele Farina (Gruppo 1) 1

2 Dott. Pasquale De Michele Dott. Raffaele Farina Dipartimento di Matematica e Applicazioni Università di Napoli Federico II Compl. Univ. Monte S.Angelo Via Cintia, I-80126, Napoli pasquale.demichele@unina.it raffaele.farina@unina.it 2

3 La Programmazione Il Sistema Operativo 3

4 Il Sistema Operativo (S.O.) è un insieme di programmi finalizzati a rendere utilizzabile l elaboratore. Le funzioni principali del S.O. sono: 1. Nascondere all utente i dettagli dell hardware della macchina presentando una interfaccia amichevole ; 2. Gestire e controllare l utilizzo di tutte le risorse dell elaboratore. 4

5 La parte del S.O. che interpreta i comandi forniti dall utente e attiva i programmi corrispondenti rappresenta l interfaccia tra utente e sistema. Funzioni di servizio tipicamente fornite dal S.O. per svolgere il ruolo di interfaccia: Creazione ed esecuzione di programmi; S.O. offre servizi per la stesura dei programmi (editor e de-bugger) e per il caricamento. Accesso ai dispositivi di I/O; S.O. maschera i dettagli di basso livello del controllo delle periferiche, come la gestione dei segnali per trasferimento dati Archiviazione dati e programmi; S.O. fornisce una organizzazione logica dei dati sotto forma di cartelle e file per particolari dispositivi di memorizzazione come i dischi rigidi. Controllo di accesso alle risorse; Gestione dei malfunzionamenti; 5

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7 Interfaccia Mezzo di interazione, tramite dispositivi di input e di output, tra utente ed elaboratore. Tipi di interfaccia Interfaccia a caratteri Offre la possibilità di eseguire un comando esclusivamente mediante l uso della tastiera Usata nei primi sistemi operativi (es. DOS) Le interfacce a caratteri sono più rapide e richiedono meno memoria rispetto alle interfacce grafiche, ma sono più difficili da utilizzare. 7

8 Interfaccia Interfaccia grafica Caratterizzata da finestre, ognuna delle quali può contenere un programma applicativo o un documento (es. windows). Offre la possibilità di eseguire un comando puntando e cliccando l icona che lo rappresenta mediante l uso del mouse. Impiega la tecnologia WYSIWYG (What You See Is What You Get) che consente di visualizzare sullo schermo i documenti nel modo in cui saranno stampati. Le prime interfacce grafiche utente (GUI) vennero sviluppate allo Xerox PARC (Palo Alto Research Center) negli anni settanta e furono utilizzate per la prima volta nel 1980 su un computer chiamato Xerox Star. 8

9 Interfaccia a stilo Usa uno schermo sensibile al tatto su cui si può scrivere o puntare un comando usando uno stilo (usata nei sistemi operativi palmari). Interfaccia a touchscreen Consente di operare puntando con un dito le immagini o le icone presenti sullo schermo. Interfaccia conversazionale Consente di eseguire comandi vocali o immettere dati mediante programmi di riconoscimento vocale. 9

10 Il S.O. è responsabile della gestione delle risorse. E composto da diverse parti interagenti fra loro che consentono di gestire l uso di tutte le risorse da parte degli utenti e del software applicativo. Risorse Le risorse possono essere sia componenti fisici quali CPU, memoria, dispositivi di I/O sia componenti logici quali file, cartelle o programmi. La gestione di una risorsa comprende: 1. Tener traccia dello stato della risorsa; 2. Stabilire la politica che determina a quale programma in esecuzione (processo) assegnare la risorsa, quando e per quanto tempo; 3. Allocare e deallocare la risorsa. 10

11 Sistemi Monoprogrammati Monoprogrammazione: in memoria centrale risiede, oltre al sistema operativo, un solo programma. Sistemi Multiprogrammati Multiprogrammazione o Multitasking: in memoria centrale risiedono più programmi utente. 11

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13 Sistemi a condivisione di tempo Time-sharing Suddivisione del tempo di CPU in unità elementari, dette quanti, da assegnare secondo opportune politiche, a tutti i programmi che definiscono il carico del sistema. La partizione di tempo consente le elaborazione interattiva. Più utenti hanno accesso simultaneo al calcolatore. 13

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15 Anche i programmi elaborano i dati e i comandi in ordine sequenziale. Ogni operazione si snoda come un singolo filo (Thread). Nei sistemi multithreading i programmi applicativi possono svolgere più operazioni contemporaneamente. Per esempio, un programma di video-scrittura, può leggere i dati immessi dall utente tramite tastiera, visualizzarli sullo schermo e stampare il documento nello stesso tempo. 15

16 Sistemi multitasking monoutente Microsoft Windows, Linux, Macintosh OS Sistemi multitasking multiutente Unix Sistemi Distribuiti e Sistemi di rete Cliente/server Windows NT, OS/2, Unix Linux: costo di base nullo, pochi programmi disponibili, poche periferiche supportate, facilità d uso più bassa di windows. Cluster 16

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18 1. Nucleo (Kernel o Supervisore) Strato più interno del S.O. che risiede in memoria principale ed ha il compito di gestire i processi corrispondenti ai programmi che sono attivi contemporaneamente. 2. Gestore della memoria Strato del S.O. che ha il compito di gestire l accesso alla memoria centrale. 3. Gestore delle periferiche Parte del S.O. che consente di operare su dispositivi I/O in maniera trasparente all utente. Le caratteristiche fisiche delle periferiche e le specifiche operazioni di I/O vengono mascherate all utente e alla applicazioni. L utente usa comandi di alto livello per leggere e scrivere dati, senza preoccuparsi dei problemi di indirizzamento e di sincronizzazione delle periferiche stesse. 18

19 4. Gestore di file Parte del S.O. che si occupa di gestire e strutturare le informazioni memorizzate su memorie di massa. Consente all utente di organizzare l informazione in strutture logiche (organizzazione logica) Traduce le strutture logiche create dall utente in strutture fisiche di dati memorizzate su memorie secondarie (Implementazione) Controlla l uso delle strutture fisiche da parte dei processi permettendo l accesso solo ai processi autorizzati (Protezione). File: Unità logica di informazione. Può contenere informazioni di vario tipo: documenti (file di testo), programmi in codice sorgente (file binari eseguibili), immagini (bitmap). È in genere costituito da più blocchi fisici. 19

20 5. Shell o Interprete dei comandi Rappresenta l interfaccia tra utente e sistema Modulo direttamente accessibile dall utente Ha la funzione di interpretare i comandi forniti dall utente, tipicamente da tastiera, e di attivare i programmi corrispondenti; Mostra sullo schermo il risultato dell esecuzione. 6. Programmi di utilità Programmi che consentono di ottimizzare l utilizzo del calcolatore da parte degli utenti sia degli amministratori di sistema. Compilatori, debugger, editor di sistema; Programmi per il backup dei dati; Programmi per la gestione dei dischi. 7. Gestore della rete Software necessario per la gestione delle reti, locali e geografiche, di calcolatori. 20

21 Oltre alle funzioni descritte precedentemente, il S.O. svolge anche questi compiti: - Controlla continuamente il sistema e in caso di disfunzioni avvisa l utente con un messaggio di errore; - Assegna a ogni programma uno spazio proprio in modo che se un applicazione presenta un problema, questo non influisce sul funzionamento degli altri programmi; - Regola l alimentazione di energia del sistema in base alle necessità; - E in grado di supportare le nuove applicazioni multimediali, come la visualizzazione di video e animazioni, l audio e la realtà virtuale. 21

22 Confronto tra sistemi operativi - Monotaskinng o multitasking - Monothreading o multithreading - Interfaccia a caratteri o grafica - Sicurezza alta o bassa - Capacità di elaborazione (8, 16, 32 o 64 bit) - Portabilità - Proprietario o aperto 22

23 Interfaccia a linea di comando I primi S.O. erano di tipo a linea di comando: L utente doveva immettere attraverso la tastiera il comando voluto e il sistema lo eseguiva. L interfaccia a riga di comando è ancora presente nella gran parte dei S.O. a fianco delle moderne GUI. Vantaggi: Operazioni complesse possono essere eseguite più semplicemente. L utente dopo la difficoltà iniziale acquisisce naturalmente una conoscenza più approfondita del calcolatore. Svantaggi: Difficile l interazione a prima vista 23

24 Sviluppata nel 1981 da Microsoft per supportare il primo PC di IBM È un sistema monoutente e monotask La Shell è a linea di comando Ha equipaggiato la quasi totalità dei PC prodotti fino al 1995 È disponibile solo per processori INTEL 24

25 UNIX Nati negli anni 60 questi S.O. sono ancora oggi (ovviamente nelle loro versioni più moderne e aggiornate) i sistemi più utilizzati negli ambiti dove è critica la sicurezza e l affidabilità del sistema (enti di ricerca, banche, strutture militari, etc, etc). 25

26 Linux La versione oggi più diffusa di UNIX è la sua versione per PC, nata nel 1991 ad opera di Linus Torvalds: Linux. Le sue principali caratterisitiche: Multitasking Multiutente Open Source Diverse shell grafiche (KDE, Gnome) Diverse distribuzioni (es. Ubuntu) Le doti minime richieste a un computer con Linux sono in genere molto minori rispetto a quelle richieste da un Windows. Elevata sicurezza contro attacchi di virus 26

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29 Mac OS Apple Macintosh è stato il primo prodotto a presentare nel 1984 (!) una interfaccia di tipo grafico. Per molti anni Mac OS è stato legato ad una famiglia di processori diversa da quella INTEL ma l ultima versione (dal 2005) è sviluppata per processori Intel. Forse non tutti sanno che n realtà, dal 2001 (Mac OS X) è un sistema UNIX!!!! E il sistema operativo più utilizzato nel campo della grafica professionale, musica, video editing (montaggio ed effetti speciali). 29

30 S.O. Windows Prodotto dalla Microsoft Multitasking User-friendly Intrfaccia grafica evoluta, cartelle e risorse Plug-and-play Connessione facile di dispositivi esterni Supporto di Internet Ampia diffusione Decine di milioni di computer con Windows. Sistema Operativo più diffuso al mondo. Facilità d uso Utilizzabile sia da utenti esperti e non. Elevato numero di applicazioni software La maggior parte del software è scritto per Windows La maggior parte delle software house sviluppa software per Wndows. 30

31 Windows 9x, ME: utenza domestica/scolastica Windows NT, 2000: utenza professionale, gestione di più utenti, gestione della sicurezza. 31

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33 In Windows le risorse sono rappresentate da icone e hanno un nome Il Desktop di Windows è una risorsa speciale di Windows E un contenitore di risorse e le presenta in modo grafico E realizzato come cartella 33

34 Cartelle S ono risorse che contengono altre risorse. Utilizzando le cartelle, e possibile organizzare in forma gerarchica le risorse. 34

35 Finestre e barre Una finestra è una regione rettangolare con vari elementi grafici di controllo e una zona interna di lavoro. Le barre principali che contraddistinguono una finestra sono: Barra del titolo Barra dei menù Barre di scorrimento Barra di stato 35

36 Operazioni di base La cornice esterna di una finestra (inclusa la barra del titolo) contiene gli elementi grafici che permettono di effettuare operazioni di base quali: Ridurre a icona Ingrandire/ripristinare Chiudere Spostare la finestra Cambiare dimensione 36

37 Drag and drop Una delle interazioni fondamentali con gli oggetti di un sistema operativo a finestre è la possibilità di spostare oggetti da una posizione all altra tramite il drag and drop: Spostare il puntatore del mouse sull oggetto; Premere il tasto sinistro del mouse per prendere l oggetto; Tenendolo premuto spostare il puntatore nella posizione desiderata; Rilasciare il tasto del mouse. 37

38 Scrolling Quando non tutto il contenuto di una finestra è visibile, è possibile utilizzare le barre di scorrimento (o scrolling) orizzontali e verticali facendo drag and drop su di esse per spostarle. Se il mouse possiede una rotellina di scorrimento si può utilizzarla alla scopo. 38

39 Il Desktop All avvio del sistema operativo Windows (nell esempio ci riferiremo a Windows Xp) dopo una schermata di selezione dell utente viene visualizzato il desktop (= scrivania) con i suoi elementi fondamentali: Risorse Cestino Menù avvio (Start) Barra delle applicazioni 39

40 Il menù Start È il vero e proprio cruscotto del nostro elaboratore, e permette di accedere alle informazioni più utili quali: Utente Ultimi programmi utilizzati Menù scelta programmi Pannello controllo Ricerca files C a m b i o u t e n t e / spegnimento 40

41 Esistono essenzialmente due modi per eseguire un programma: Selezionare la voce corrispondente al programma nel sottomenù di scelta dei programmi del menù start Eseguire un doppio click con il tasto sinistro del mouse sull icona corrispondete al programma. 41

42 Che significa Aprire un file? In generale significa accedere all informazione che è contenuta nel file. Se il file è un semplice file ASCII un apposito programma (text editor) mi mostrerà la sequenza di caratteri che contiene. Se è un immagine un programma di visualizzazione lo mostrerà sullo schermo. Se è un audio un programma lo farà suonare dalle casse del computer etc. In generale a seconda del tipo di file dovrò eseguire un tipo diverso di programma per aprirlo. Per facilitare il riconoscimento del tipo di file vengono comunemente utilizzate le estensioni ovvero gruppi di lettere (tipicamente tre) poste dopo un punto alla fine del nome del file stesso. 42

43 .exe (es. explorer.exe) files eseguibili ovvero programmi.html Hypertext Markup Language ovvero p a g i n e W e b. V i s u a l i z z a t i d a l b r o s e r Web come Internet Explorer o Firefox.txt Files ASCII (testo non formattato). Visualizzati da semplici text editor come Notepad (Blocco Note).doc Documenti di testo formattato di tipo di quelli creati da Microsoft Word. 43

44 .bmp,.tiff,.jpg Files Immagini compresse.mp3 Files audio compressi. Apribili con WinAmp o Windows Media Player,.mpg,.mpeg,.avi Files video compressi. Aprobili con Windows Media Player.xls Fogli di lavoro nel formato del tipo di quelli creati da Microsoft Excel.ppt presentazioni Power Point come quella che state vedendo 44

45 Una volta individuato un file nel file system posso manipolarlo in vari modi, tutti visualizzabili usando il tasto di DESTRA del mouse dopo averlo selezionato cliccando una volta con quello di sinistra. Tra le azioni più importanti: Aprirlo (anche con doppio click) Spostarlo un un latra cartella (anche drag and drop) Copiarlo in un altra cartella (anche drag and drop con tasto Ctrl) Rinominarlo (anche cliccando sul nome) Creare un collegamento al file Eliminarlo (anche premendo il tasto Del) Visualizzarne le proprietà Inviarlo via posta elettronica o stamparlo 45

46 Per installare un applicazione tipicamente bisogna eseguire un programma di installazione (che in genere si chiama setup.exe o similare) che si trova tipicamente insieme al programma stesso (ad esempio sullo stesso CD). Una volta installato il programma comparirà nel menù dei programmi di Start. Per disinstallarlo non è una buona idea limitarsi a cancellare l eseguibile (.exe). Occorre invece utilizzare l apposito programma di disinstallazione (se fornito) o selezionare: Start-> Pannello di Controllo -> Installazione applicazioni Cercarlo nell elenco e rimuoverlo 46

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