Appunti Fondamenti di Informatica teoria - sistemi di operativi

Sistemi operativi

Definizione intuitiva: insieme di programmi che rendono facilmente disponibile all’utente le potenzialità offerte dalla macchina. Gestisce le risorse hardware e software.

Caratteristiche principali

• Sistema operativo = nucleo (kernel) + software di base
• Il sistema operativo è fornito dal costruttore della macchina (non sempre gratuitamente).

Concetti base

Astrazione: schema generale a strati di un sistema di calcolo (indipendenza dagli strati sottostanti al primo).

Funzioni del sistema operativo

• Gestione lavori (processi in esecuzione)
• Gestione delle risorse (processore, memorie, periferiche, ecc.)
• Ausili per la messa a punto dei programmi
• Ausili per la gestione dei dati (file system)
• Funzioni di: Contabilità, Sicurezza, Recupero

Funzioni del kernel

Il kernel del sistema operativo è un programma che va in esecuzione all'accensione della macchina (bootstrapping) e svolge le funzioni:

• Fornisce le funzionalità di base per tutte le altre componenti del sistema operativo
• Controllo dell’esecuzione dei programmi dell’utente
• Amministrazione delle risorse hardware nei sistemi multiutente

Il kernel impiega del tempo di CPU che viene sottratto all’esecuzione dei programmi utente (sovraccarico o overhead).

Sistemi operativi

• Sistema operativo come interfaccia tra macchina (hardware) e utente
• L’hardware della macchina è trasparente all’utente
• Saper utilizzare una macchina significa saper utilizzare il suo sistema operativo
• Macchine molto diverse a livello hardware supportano lo stesso sistema operativo: svolge le stesse funzioni e si presenta all'utente nello stesso modo.

Architettura del sistema operativo

I sistemi operativi hanno una struttura complessa. Una possibile architettura è descritta, in modo semplificato, dalla seguente figura.

Componenti di un sistema operativo

• Kernel: fornisce le funzionalità di base per tutte le altre componenti del sistema operativo sollevandole dai dettagli della gestione dell'hardware e consentendone un accesso controllato
• File system: gestisce l’accesso alle memorie di massa
• Scheduler: esecuzione dei vari processi
• Gestore I/O: consente ai programmi di proseguire l’esecuzione dopo avere richiesto operazioni di I/O
• Gestore memoria: gestisce l’uso della memoria da parte dei programmi utente
• Shell (o interprete): permette agli utenti di interagire con la macchina

Classificazione dei sistemi operativi

• Dedicati
• A lotti (batch)
• Multiprogrammazione
• Interattivi (time-sharing)