Abilità informatiche riassunto

Visioni fornite dal sistema operativo

Dall’alto: il sistema operativo fornisce all’utente

l

un’interfaccia conveniente

Dal basso: gestisce tutte le parti di un sistema

l

complesso, allocando in modo ordinato le diverse

risorse della macchina: processori, memorie,

dischi, interfacce di rete, stampanti e altre

periferiche 15

16

Elementi di un sistema operativo

Kernel (nucleo), sistema di gestione dei processi

l quali programmi sono da eseguire, quali compiti sono da

l assegnare alla CPU

Sistema di gestione della memoria

l Controlla l’allocazione di memoria ai diversi programmi che

l possono essere contemporaneamente in esecuzione

Sistema di gestione delle periferiche

l File system (sistema di gestione dei file)

l Consente l’archiviazione e il reperimento dei dati nella

l memoria di massa

Interprete dei comandi (gestione delle applicazioni)

l Sistema di gestione dell’interfaccia utente

l 17

Elementi di un sistema operativo 18

I processi

Ogni programma in esecuzione ha associato:

Un spazio di memoria riservato

l Una “copia” dello stato del processore (a che

l punto dell’esecuzione ci si trova, cosa c’è nei

registri, …) porzione di programma in esecuzione

+

PROCESSO = spazio di memoria

+

stato processore 19

Cos’è un processo?

Programma = sequenza di istruzioni = nozione statica

l Processo = programma in esecuzione

l = programma + spazio in memoria + stato corrente variabili

= nozione dinamica

Stato corrente =

l valori in memoria centrale

l valori nei registri della CPU

l

In un PC un solo processo in esecuzione alla volta

l 20

Gestione dei processi

Nel sistema sono presenti diversi programmi,

l ognuno con un proprio tempo di elaborazione e

propri tempi di attesa per le operazioni di ingresso/

uscita

Per evitare che la CPU venga utilizzata in modo

l esclusivo da parte di un solo programma, il tempo

viene idealmente suddiviso in unità elementari,

dette quanti, da assegnare secondo oppurtune

politiche a tutti i programmi

simula il parallelismo fra processi 21

Gestione dei processi

Nei computer attuali, tutti i programmi che

l compongono il SO ed i programmi applicativi

‘avviati’ sono attivi contemporaneamente sul

calcolatore

es : Windows 2000 + Word + dvd player ...

l

Il kernel si preoccupa di far condividere il processore

l a tutti i programmi attivi in modo corretto

lo scopo è dare l’impressione che ognuno abbia il suo

l processore dedicato 22

Interruzione interna

L’esecuzione di un processo attivo si interrompe ad es. per

l operazioni di input/output (operazioni costose in termini di

tempo)

Lo stato corrente (contenuto registri ecc) del processo interrotto

l viene salvato in memoria

Il processo passa allo stato in attesa

l Il controllo passa ad un processo di sistema che assegna la CPU

l ad un altro processo (per poter ottimizzare l’utilizzo della CPU) 23

Interruzioni interne Inizio

Ripristina

stato

attivo pronto

Fine Acknowledg.

Salva operazione

stato attesa 24

Scheduling dei processi

Il sistema operativo può interrompere i processi per assicurare

l una politica fair di esecuzione

Scheduler = quella parte del sistema operativo che seleziona il

l processo da mandare in esecuzione

Due possibili politiche di scheduling:

l First In First Out

l Con Priorità

l

Criteri di valutazione: efficienza, tempi di risposta, fairness, ecc

l 25

Gestione della memoria

Tutti i programmi che compongono il Sistema

l Operativo ed i programmi applicativi attivi usano

contemporaneamente la RAM

Il gestore della memoria si preoccupa di fare

l condividere la RAM ai vari processi in esecuzione in

modo che :

ogni processo abbia il suo spazio privato distinto dagli altri

l (e inaccessibile agli altri)

ogni processo abbia abbastanza memoria per eseguire il

l proprio algoritmo e raccogliere i suoi dati 26

Gestione della memoria

Il gestore della memoria deve

l allocare la memoria

l partizionarla tra i processi che la richiedono

l

Grazie al gestore della memoria gli strati superiori

l hanno l’illusione che ogni processo abbia uno

spazio di memoria dedicato 27

Gestione memoria centrale

A A

B B

C

C

In memoria sono Anche C viene Il processo B termina,

caricati i processi A e B. caricato in memoria. e libera la memoria.

A D

C Il processo D non trova spazio in cui

inserirsi, anche se la memoria libera

complessiva sarebbe sufficiente. 28

29

30

Gestione memoria: swapping

Il sistema operativo può riservare un’area di un disco per lo

swapping. C

A A

B B D

D C C D viene caricato

in memoria.

In memoria sono presenti A, B, C viene copiato su un

e C. D non trova spazio. disco dal gestore della

memoria. 31

Gestione dei File

Memoria di massa serve per gestire grandi quantità di

l dati

Persistentenza

l Sicurezza

l Classificazione

l

Soluzione

l I dati vengono organizzati logicamente in file e gestiti

l dal sistema operativo 32

File System

Gestisce i dati nella memoria di massa

l Struttura i dati in modo gerarchico utilizzando file e

l directory

Fornisce operazioni di alto livello per la gestione di file

l ad esempio creazione di un nuovo documento, directory, ecc

l

Protegge i dati da accessi esterni (sicurezza)

l Garantisce la condivisione sicura dei dati (gestione

l degli accessi). 33

Il file system

Il compito del file system è quello di simulare

l una struttura ad albero che permetta una

classificazione logica dei file, senza

costringere l’utente a rendersi conto della

loro reale collocazione fisica 34