Stru%ura' dei' Sistemi' Opera/vi'

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Leopoldo Castellani
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1 SISTEMIOPERATIVI AA2012/2013 Stru%ura' dei' Sistemi' Opera/vi' 2

2 Panoramica'dei'servizi'del' sistema'opera/vo' 3 4

3 Interfaccia'utente' L interprete'dei'comandi'» Ilsistemaopera>voricevedeicomandida eseguiretramitestringhe.di.testo» Icomandipossono farpartedell interpretedeicomandi esseredeiprogrammisepara>» NeisistemiUnix/Linuxèchiamatashell. diversi>pidishell(c/,bourne,k/,ecc.)» Gliamministratori.disistemainteragiscono tramiteshell 5 Interfacce'utente' Interfacce'grafiche'» Nateneglianni 70dallericercheneilaboratori XeroxdiPaloAlto Primiu>lizzi:XeroxAltoeAppleMacintosh» U>lizzanometafore(scrivania )eiconeper rendereintui>vol usodelcomputerdapartedi uten>nonesper>» Diverseinterfacce Macintosh Windows KDE,Gnome,ecc.nelmondoLinux 6

Iprogrammatorieffe`uanochiamatealsistema a`raversoleapi(applica>onprogramminginterface)

4 Cos è'una'chiamata'al' sistema?'» Ilsistemaopera>vome`eadisposizioneisuoi serviziaiprogrammiutentea`raversocodicein CoC++» Iprogrammatorieffe`uanochiamatealsistema a`raversoleapi(applica>onprogramminginterface) LasintassidelleAPI(POSIX,Win32)sono standardizzate Larichiestadiunservizioalsistemaopera>vo tramiteapipuòcoinvolgerepiùdiunachiamataal sistema 8 Sis te mi Op era >vi

5 Servizi'del'sistema'opera/vo'e' chiamate'al'sistema' Copia di dati da un file a un altro 9 API' Un'esempio'» ReadFile()/APIWin32 file/filedacuileggere buffer/bufferdacuileggereida>provenien>daifile bytestoread/numerodibytedatrasferiredalfilealbuffer bytesread/numerodibyteeffeivamentelei ovl/indical usodellospooling(overlappedi/o) 10

6 Chiamata'al'sistema'open()! 11 Libreria'standard'' del'linguaggio'c'd'write()' 12

7 Categorie'di'chiamate'di' sistema'» Controllodeiprocessi» Ges>onedeifile» Ges>onedeidisposi>vi» Ges>onedelleimpostazionidibase» Comunicazione 13 Esempi'chiamate'di'sistema' UNIX'D'Win32' Windows UNIX Controllo dei processi CreateProcess() ExitProcess() WaitForSIngleObject() fork() exit() wait() Gestione dei file CreateFile() ReadFile() WriteFile() CloseHandle() open() read() write() close() Gestione dei dispositivi SetConsoleMode() ReadConsole() WriteConsole() ioctl() read() write() Gestione delle informazioni Comunicazione Protezione GetCurrentProcessID() SetTimer() Sleep() CreatePipe() CreateFileMapping() MapViewOfFIle() SetFileSecurity() InitializeSecurityDescriptor() SetSecurityDescriptorGroup() getpid() alarm() sleep() pipe() shmget() nmap() chmod() umask() chown() 14

8 Esecuzione'nel'MSDDOS' (a) All avviamento del sistema (b) Durante l esecuzione di un programma" 15 Esecuzione'di'più'programmi' nel'sistema'opera/vo'freebsd' 16

9 Programmi'di'sistema'» Programmiaccessorieprogrammidiu2litàdi sistema Ges>one,modifica,backupdifile Informazionidistato Ambien>disupportoallaprogrammazione(compilatori, debugger,ecc.)» Altriprogrammiinclusi.nelsistema,manonparte delsistemainsensostre`o Webbrowser Officeautoma>on Le`orimul>mediali 18

10 AspeP'della'proge%azione'e' realizzazione'» Scopi Campodiu>lizzodelsistemaecategoriediuten>» Criteri(policy)emeccanismi Cosafareecome.farlo» Realizzazione Linguaggidialtolivelloelinguaggioassembly 20

11 Stru%ura'semplice'» Èlastruùra>picadeiprimisistemiopera>vi Progeà>adhocperu>lizzareinmodopiùagevolei sistemidicalcolo Rifleònolelimitazionidell hardware Es.MS/DOSeprimeversioniUNIX» Caraèris>chesalien> Scarsamodularità + Progeàtoinmodomonoli>co PossibilitàdiaccessodireòaI/Odeiprogrammi utente 22

12 Stru%ura'semplice' MSDDOS' 23 Stru%ura'semplice' UNIX' 24

Stru%ura'a'stra/'» Necessariosupportohardware» Suddivisioneinmoduli Ilsistemaopera>vopuònasconderegranpartedelle funzionalitàdibassolivello + Maggiorsicurezzadelsistemadausiimpropri

13 Stru%ura'a'stra/'» Necessariosupportohardware» Suddivisioneinmoduli Ilsistemaopera>vopuònasconderegranpartedelle funzionalitàdibassolivello + Maggiorsicurezzadelsistemadausiimpropri Aggiornamentoeaggiuntadifunzionalitàpiù agevole Iprogrammatoriinteragisconosoloconlefunzioni esposteadaltolivello(api) 25 Stru%ura'a'stra/'' Modello' a'buccia'di'cipolla ' Problemi di progettazione: - numero degli strati - funzionalità presenti in ciascuno strato - efficienza del sistema 26

Microkernel' 27 Microkernel'» Anni 80:ikernel.deisistemiopera>vieranodi dimensionielevate» Microkernel:individuarelefunzioniessenziali, implementandoilrestocomeprocessiutente Es.

14 Microkernel' 27 Microkernel'» Anni 80:ikernel.deisistemiopera>vieranodi dimensionielevate» Microkernel:individuarelefunzioniessenziali, implementandoilrestocomeprocessiutente Es.sistemaMach(CarnegieMellon)» Icomponen>esternialmicrokernelsono implementa>comeprocessiserver Interagisconofradilorotramitescambiodimessaggi a`raversoilmicrokernel + possibilefontedirallentamen>delsistema 28

Stru%ura'modulare'» Modalitàdiproge`azionemutuatadalla programmazioneorientataaglioggei kernelconcomponen>fondamentali funzionalitàintegra>verealizza>comemoduli

15 Stru%ura'modulare'» Modalitàdiproge`azionemutuatadalla programmazioneorientataaglioggei kernelconcomponen>fondamentali funzionalitàintegra>verealizza>comemoduli caricabilidinamicamente + ades.,supportoperfilesystemdiversi imodulipossonocomunicarefralorosenza l interventodelkernel» Aspeiposi>videllastru`uraastra>ea microkernel 29 Stru%ura'di'Mac'OS'X' 30

16 Macchine'virtuali'» Evoluzionedellastru`uraastra> Unostratoimplementalefunzionalitàdellanuda archite`urahardware Diversisistemiopera>vipossonoessereesegui>su ciascunamacchinavirtuale + Necessarimeccanismidibaseperges>rel hardware reale:cpu,gerarchiadimemoria,i/o» PrimiesempiinsistemiIBMneglianni 70 32

Virtualizzazione' (a)semplice(b)macchinavirtuale 33 Vantaggi'virtualizzazione'» Ambitoaziendale Realizzazionediambien>separa>logicamentesu unastessainfrastru`urahardware +

17 Virtualizzazione' (a)semplice(b)macchinavirtuale 33 Vantaggi'virtualizzazione'» Ambitoaziendale Realizzazionediambien>separa>logicamentesu unastessainfrastruùrahardware + Riduzionedeicos>rispeòadavereservizidiversisu macchinededicate(consolidamento) + Miglioramentoprotezione + Esecuzionedisistemiopera>vidiversi Cloudcompu>ng + Virtualizzazionesuarchiteùredistribuite» Uten>priva>,professionis>,PMI Separazioneambien>suunastessainfrastruùra hardware 34

18 Archite%ura'Solaris'10' Esempio'con'due'contenitori' Paravirtualizzazione Non viene virtualizzato lo strato hardware, ma il sistema operativo. Ciascun processo viene eseguito in un ambiente separato 35 Archite%ura'VMware' 36

19 Problema/che'realizza/ve'» L hardwarerealeeseguelemacchinevirtualiin modalità.utente.» Lemacchinevirtualihannosialamodalità utentesialamodalitàkernel» Ilsistemadiges>onedellemacchinevirtuali u>lizzalamodalitàkernel Virtualizzazionepiùefficientesesupportatada hardware Ades.,AMD,IBM 37 Ambiente'.NET'(Microso[)' 38

20 Macchina'virtuale'Java' 39

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