Appunti di Sistemi operativi

8 8 22

SO Ⓒ Ⓒ 13-3-22

Evoluzione dei sistemi operativi

Sistemi di elaborazione dati

Si distinguono livelli SW/HW che a loro volta possono essere divisi.

Dispositivi fisici: salvano informazioni controllati dalla macchine (non accessibili direttamente dall'utente).

Software dell'ambiente:

Software di base programma: applicativi = SW

=> programma eseguibile (transversal, dollar, transaz, SO e ordini, comandi)

SO: mette a disposizione risorse della macchina e interfaccia fra applicativi e hardware.

Cose importanti per sistemi e l'utente

Di solito si lavora più di uno sull CPU. Casi e prestazioni migliorati, in passato si preferiva avere più memoria in un singolo CPU, ma con problemi di efficienza.

- Calcolare memoria temporale e nel tempo (ottimizzare)

- Ed anche a vari dischi, vedope, e variati alla CPU e può essere gestiti solo dal SO (o dall'hardware). Ci sono diversi livelli con modalità diverse.

- Icon:

- Terminali: permettono all'utente di interagire con il sistema operativo.

Nei nuovi sistemi multitasking ci sono più usi.

- Dischi/memoria a lungo termine

- Interfacce e rete (wirelessla(line)

- Input/output tastiera

- Input/output multimedia

Dispositivi di interfaccia con altri sistemi:

- Software deve gestire tutte le parti del sistema e deve fornire un ...

... interfaccia grafica ben distanti integrato da non programmarsatore

ora noti in particolari abbianze in fine di finzione

Software

• Programmi di sistema (o di base)
• Programmi applicativi:

Programmi di base rendono più facile l’utilizzo. Una sua parte è il SO.

SO USA interfaccia tra HW e utente:

• Supporta I/O
• Interrompe SO
• HW diverso, stesso SO

Classificazione dei SO

Ordine cronologico

• Decimali
• A lotti (batch)
• Multiprogrammazione

Prima generazione (1945-1955)

Erano basati sulle valvole (simili a transistor ma grosse e consume come lampadine), che si rompevano frequentemente.

Gestiti e progettati a livello universitario.

Non vi era SO, gli utenti interagivano con HW. Dati introdotti direttamente nella macchina.

Usati per calcolo numerico, programmi scritti in linguaggio macchina. Diversi i secondi I/O (lettura).

Semplificazioni concettuali: integrità delle valvole, negli ultimi anni, schede perforate.

Seconda generazione (1955-1965)

SO a lotti (esecuzione a lotti). Viene introdotto il transistor (dimensioni ridotte, meno manutenzione necessaria). Calcolatori venduti in decenni (milioni di $).

Programmi = job

Nascono linguaggi di programmazione (Fortran, Assembly)

Programmazione non più a contatto con la macchina.

schede umastro → elaborazione → nastro → stampa risultato (Basis software) (3 machine humans)

Struttura dei sistemi operativi

• Gestione dei processi

Processo: programmazione, esecuzione

• SO si occupa di creare, controllare processi, sospendere e ripristinare processi, e mette a disposizione meccanismi per sincronizzarli e metterli in comunicazione.

Gestione memoria centrale

Il SO gestisce la memoria centrale che è condivisa da CPU e dispositivi I/O. La memoria centrale è la memoria che la CPU può indirizzare direttamente. Le istruzioni possono essere eseguite (↔) solo se si trovano effettivamente in memoria. Per migliorare utilizzo della CPU occorre poter gestire più programmi in memoria.

Gestione memoria secondaria

• Il SO gestisce lo spazio libero e alloca lo spazio. L'accesso al disco è molto lento rispetto ai tempi di esecuzione dei programmi, quindi la gestione deve essere efficiente dato che il suo uso è molto frequente.

Gestione input/output

L'HW viene visto come "lentezza dei processi", il trasferimento dei dati è gestito con una interazione per non tenere il CPU in esecuzione.

• Ci sono driver specifici per dispositivi HW.

Gestione dei file

All'utente è offerta una visione logica dei file.

I file sono salvati su un supporto con certe caratteristiche di velocità, capacità, etc.

Il file è la sola unità logica di memoria.

Reti:

• Un sistema distribuito è un insieme di unità che non condividono componenti fisici, le unità comunicano attraverso _ (riga sottile illegibile).
• Dal punto di vista dell'utente appaiono come un unico sistema operativo.
• L'accesso a risorse condivise accelera il calcolo, aumenta disponibilità di dati e affidabilità.

SD 18-3-21

Rete virtuale

1. All'avvio NAT/DHCP virtuale, le VM possono comunicare con l'host e con la rete. Se non c'è accesso alla rete comunicano solo tra loro e l'host.
2. Le VM possono avere anche accesso diretto alla rete. Dal WEB sono indistinguibili da una macchina reale.

Tipi di virtualizzazione

• Emulazione: Viene eseguita un SO su una CPU completamente differente. Tutte le istruzioni sono virtualizzate (quindi interpretate e tradotte), ma per ora, è poco efficiente.
• Virtualizzazione: Prendi qualcosa, organizzi copie esatte di SO completi. (Creare uno, più file da simulare il disco fisso della macchina che stai considerando).
• Paravirtualizzazione: Il SO ospitato, dev'essere modificato, prima di essere eseguito.

Requisiti per la virtualizzazione

Le istruzioni vengono divise in 3 gruppi:

• Privilegiate: (Eseg. solo in user mode) di controllo (modificano risorse di sistema)
• Ciò che è installato dipende dalla config. del sistema
• Condizioni sufficienti perché si possa fare una VM (condit. di Poper e Goldberg) sono che le istruzioni di controllo devono essere un sottoinsieme delle istanz. privilegiate.
• Binary rewriting: Vengono esaminate le istruzioni di flusso e individuate quelle critiche, le istr. privilegiate sono sostituite con chiamate al monitor. Prestazioni più basse di una macchina non virtualizzata. Differenza con il 1 (pre-virtualizzazione di base in questo caso rewriting, include 4 tempi di compilazione).

Lo scheduler della CPU seleziona i processi in transito, quelli pronti per l’esecuzione e i processi il cui accesso passa tramite:

1. Ricommissione in attesa
2. Ricommissione in pronti
3. In attesa pronta
4. Terminato

Dispositivi: un modulo effettivo che di controllo della CPU il processo selezionato titolo.

Schedulare:

• Tempo di contesto + attesa min
• Pendenza di dispendi più piccoli possibile

Un algoritmo di scheduling dove soddisfare criteri, come ad esempio:

Alcuni quantitativi possono essere intransmissibili tra loro.

Tipi di scheduling:

• First Come First Served (FCFS)

I processi sono eseguiti nell'ordine in cui arrivano, in termini di efficienza è meglio sei processi più brevi, sono eseguiti per primi.

• Shortest Job First (SJFT)

Il sviluppo usato per i sistemi batch. Il primo processo da essere eseguito è quello con tempo di esecuzione minore, quindi devo eseguire tutti i processi.

Attivare i processi interattivi se si conosce l’esecuzione di ogni comando dato singolo nodo utilizzando calcoli basati sul comportamento possibile. Questo perché è preferibile comprende minimo tempo di risposta.

Esistono due lavori sistemi di SJFT:

• Non preemptivo: un processo in esecuzione non può essere interrotto
• Preemptive: se arriva un nuovo processo con tempo minore di quello che riempie al processo in selezione, quello nuovo accedere a CPU

Invecchiamento (aging)

Tecniche per stimolato il valore necessario di tempo:

Ti = 2 Tmis + (1-2) Tste

(di solito si usa 2+0,5)

Tempo pinto per la esecuzione nuova