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Appunti di Informatica Generale, prof. Avellone

Appunti di teoria di Informatica Generale, per l'esame del professor Alessandro Avellone, basato su rielaborazione di appunti personali per rispondere alle domande di teoria tratte dai temi d'esame degli ultimi 3 anni. Libro consigliato: Informatica Generale, Ugo Emanuele Moscato, McGraw-Hill Create.

Esame di Informatica generale docente Prof. A. Avellone

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Spiegare cosa si intende con salvataggio del contesto nell'ambito del gestore dei processi di un

sistema operativo.

Nel corso della sua evoluzione, il processo in esecuzione può richiedere lo svolgimento di

un’operazione di ingresso/uscita che coinvolge una periferica; in tal caso, l’esecuzione del

processo si interrompe e il nucleo diviene attivo. La sospensione del processo in esecuzione si dice

interruzione interna (cioè generata internamente al processo, in modo sincrono) per distinguerla

da un altro tipo di interruzione, detta interruzione esterna che vedremo nel seguito. Il processo

che si sospende con un’interruzione interna corrisponde all’esecuzione di un’istruzione

particolare, detta chiamata di sistema, che fa passare il processore dall’esecuzione di un processo

utente all’esecuzione di un processo di sistema operativo. L’esigenza di sospendere il processo in

esecuzione quando esso richiede un’operazione di ingresso/uscita risponde a una logica di buona

amministrazione delle risorse. Infatti, vi è una significativa differenza fra i tempi di esecuzione

delle istruzioni in memoria centrale, che sono dell’ordine delle decine di nanosecondi, e i tempi di

esecuzione delle operazioni di ingresso/uscita attraverso le periferiche, che sono dell’ordine di

qualche millisecondo (quando si è in attesa di un dato dalla tastiera). Perciò, non è opportuno

tenere l’unità di elaborazione assegnata a un processo che dovrà comunque attendere il termine

di un’operazione di ingresso/uscita prima di poter proseguire. La sospensione deve avvenire in

modo tale che il processo possa riprendere la propria attività esattamente allo stesso punto e con

gli stessi dati. Per questo motivo, è necessario salvare il suo contesto, cioè copiare il contenuto dei

registri del processore, tra cui il contatore di programma, in un’apposita zona di memoria, detta

descrittore del processo. Prima di rimandare in esecuzione il processo, sarà necessario fare

l’operazione inversa, detta di ripristino del contesto, che consiste nel copiare il descrittore del

processo nei registri del processore. In questo modo, il processo riprende la sua esecuzione

esattamente al punto in cui si era interrotto. Dopo che il salvataggio del contesto del programma

che era in esecuzione è completato, il nucleo sceglie uno dei processi pronti e lo manda in

esecuzione. Si noti che molti processi possono essere in stato di pronto allo stesso tempo, e

ciascuno di essi può essere assegnato all’unità di elaborazione. Il contesto del processo selezionato

viene ripristinato e la sua esecuzione può proseguire dall’istruzione immagazzinata nell’indirizzo di

memoria cui punta il registro contatore. L’operazione complessiva di sospendere un processo,

salvarne lo stato, scegliere un altro processo pronto, ripristinare lo stato e renderlo attivo prende il

nome di cambiamento di contesto.

Descrivere dettagliatamente il funzionamento del gestore delle memorie di massa di un sistema

operativo. O

Descrivere dettagliatamente il compito del gestore dei file di un sistema operativo.

GESTORE DEI FILE (FILE SYSTEM): controllo e gestione degli accessi ai file e gestisce i dispositivi di

memoria di massa. È responsabile della gestione dei file di memoria di massa: struttura dati in file,

l'organizza in directory (o cartelle). Tramite questo ciascun utente può organizzarsi una zona della

memoria di massa e garantire che i suoi file siano adeguatamente protetti da accessi esterni.

Gestire un file --‐ file system: creare un file, dagli un nome, collocarlo in uno spazio della memoria

di massa e accedervi alla lettura e scrittura. Gestione indipendente delle caratteristiche fisiche: i

file vengono inclusi all'interno di strutture/ cartelle o directory, salvate in una cartella principali

chiamata RADICE, che può contenere diversi file ogni utente a un’home directory: directory

specifica. Una volta creato file (ognuno deve avere un nome diverso), l'utente specifica la

protezione da applicare a questo. Altre funzioni del filesystem sono: creazione di file creazione di

directory elencazione dei file cambiare il contesto visualizzazione di un file copia di un file.

Descrivere dettagliatamente il funzionamento del gestore delle periferiche di un sistema

operativo.

GESTORE DELLE PERIFERICHE (DRIVER) I Driver sono responsabili delle operazioni di

ingresso/uscita che coinvolgono le periferiche programmi che eseguono operazioni di ingresso e

uscita per uno specifico componente meccanismi: software che anno il compito di comunicare dati

da e verso le periferiche. Garantiscono una visione di alto livello, e possibile leggere e scrivere

indipendentemente dalla struttura hardware. Si distinguono: DRIVER FISICI (HARDWARE)

interagiscono direttamente con le periferiche: attivati direttamente dal gestore delle interruzioni

per eseguire le operazioni di trasferimento e manipolazione dei dati DRIVER LOGICI (SOFTWARE)

mascherano il funzionamento delle periferiche: fanno parte del sistema operativo e forniscono

una gerarchia di operazioni, con un’organizzazione a strati

Descrivere la differente tipologie di memoria centrale.

La memoria centrale contiene le informazioni necessarie all'esecuzione di un programma, cioè le

istruzioni e dati.

Memoria centrale (RAM→ Random Access Memory) Utilizzata per memorizzare dati e programmi

necessari al funzionamento del computer. Ha capacita limitata quindi può conservare una quantità

ridotta di dati e programmi. È volatile, cioè il contenuto viene perso allo spegnimento del

computer. Ha un velocita rapida nell’accedere ai dati.

Le caratteristiche della memoria centrale (RAM) − Contiene istruzioni cioè dati e programmi su cui

opera l’elaboratore − Contiene l’informazione a breve--‐ medio termine − Dimensioni ridotte

(accoglie solo una parte dell’informazione) − Deve essere prima acquisita l’informazione dalla

RAM, poi può essere elaborata. La RAM e un insieme di celle di memoria (unita elementari con

tutte le stesse capacita), dove ognuna contiene una sequenza di bit. Ogni cella ha la stessa

capacita, stessa lunghezza se gli elaboratori sono uguali. − E volatile, cioè il contenuto viene

perduto quando il calcolatore viene spento. Ogni cella di memoria può essere indirizzata (tramite

registro indirizzi AR) cioè può essere selezionata. L’indirizzo e la posizione della cella rispetto alla

prima linea cella con posizione 0. L’indirizzamento avviene tramite il registro indirizzi che si trova

nelle CPU. (Registro = dispositivo elettronico capace di memorizzare una sequenza di bit). Dopo

l’indirizzamento, possiamo leggere la memoria e scrivere la memoria usando il registro dati (si

trova nella CPU). Con leggere la memoria si intende la copiatura del contenuto della cella di

memoria nel registro dati e il caricamento del registro dati con una parola di memoria. Con

scrivere la memoria si intende la copiatura del contenuto del registro dati in una cella di memoria

e il deposito del contenuto del registro in una parola di memoria.

Nel contesto gestore della memoria centrale descrivere cosa si intende per formato rilocabile

degli indirizzi di un programma. o

Nel contesto gestore della memoria centrale di un sistema operativo spiegare cosa si intende per

rilocazione dinamica. o

Nel contesto gestore della memoria centrale di un sistema operativo spiegare cosa si intende per

rilocazione statica.

La RILOCAZIONE della memoria può essere: Statica: dove all'atto di caricamento della memoria,

avviene la rilocazione modificando gli indirizzi che compaiono nel programma; Dinamica: richiede

l'utilizzo del registro di base dell'unita di elaborazione, nel quale viene scritto il valore dell'indirizzo

della prima cella di memoria. la MEMORIA viene suddivisa in MEMORIA DI MODO S (sistema)

dove vengono caricati i programmi del sistema operativo e vengono create le strutture dati da

esso utilizzate MEMORIA DI MODO U (utente) dove vengono caricati i programmi utente

Descrivere dettagliatamente il livello trasporto dell’architettura TCP/IP. o

Descrivere le differenze tra i protocolli TCP e UDP.

L'obiettivo dei protocolli di trasporto (TCP o UDP) è quello di creare una connessione end-to-end

tra l'applicazione sorgente e quella destinazione, creando un canale virtuale tra le due applicazioni

e nascondendo il fatto che la comunicazione spezzetta i dati in pacchetti

Il protocollo TCP garantisce che i dati trasmessi arriveranno a destinazioni senza errori,

ritrasmettendo quei pacchetti IP che sono andati persi

Il protocollo UDP non garantisce che i dati arrivino integri a destinazione, in quanto non

ritrasmette i pacchetti persi, per questo è meno affidabile come protocollo, ma offre prestazioni

migliori evitando il controllo della perdita di dati.

Descrivere il livello internet dall'architettura TCP/IP.

TCP/IP è il nome di un insieme di protocolli utilizzati per connettere calcolatori e reti.

L'architettura dei protocolli TCP/IP è costruita su 4 livelli: il livello applicativo dei protocolli TCP/IP,

il livello transport TCP, il livello network suddiviso in IP e Network Interface, (il livello fisico e il

livello data link non sono definiti).

Le funzioni principali del protocollo IP sono: individuare sulla rete qual è il computer verso cui si

vogliono spedire i pacchetti, instradare i pacchetti dal nodo sorgente al nodo destinazione.

Descrivere la funzione del Bus di sistema.

Descrivere dettagliatamente il bus di sistema di un elaboratore.

Il bus di sistema opera il collegamento fra la CPU, la memoria centrale, le periferiche (che possono

contenere memorie di massa)

Il Bus di sistema Collega tutti gli elementi funzionali favorendo lo scambio di dati tra questi.

Il bus di sistema è costituito da un insieme di connessioni elementari, o linee, lungo le quali viene

trasferita informazione. Esso collega fra di loro l’unità di elaborazione, la memoria e le varie

interfacce di ingresso/uscita. Topologicamente, il bus è in genere un collegamento aperto (cioè

non limitato a un estremo) cui si collegano le varie unità funzionali. In ogni istante di tempo, il bus

è dedicato a collegare due unità funzionali: una trasmette dati e l’altra li riceve. Le possibili

interconnessioni sono tra l’unità di elaborazione e la memoria, oppure tra l’unità di elaborazione e

l’interfaccia di una specifica periferica. Il bus è in genere sotto il controllo dell’unità di

elaborazione, che seleziona l’interconnessione da attivare e indica l’operazione da compiere; le


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in economia e commercio
SSD:
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher artificialkid di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Informatica generale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano Bicocca - Unimib o del prof Avellone Alessandro.

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