Sistemi Operativi Mobili - Tesi

Smartphone's operativesystems

1. History of mobile telephones

Martin Cooper is considered the inventor of the first mobile phone in April 1973. The battery life of this prototype was 20 minutes. The first “mobile” phones were fitted into cars (car phones) because you needed a car to take the weight of the battery. The next version of the mobile phone was smaller and would fit into a briefcase-sized box that contained the phone and the batteries.

In 1983, Motorola introduced a truly mobile phone (that’s to say a mobile phone small enough to be easily carried) which cost just under 3000 €. The phone was nicknamed “the brick” because of its weight (2 pounds, which are 0.91 Kg), and it offered only half an hour of conversation before requiring recharging. This phone used 1G (first generation) technology that was based on analogical signals.

All early models used that technology. It wasn’t until 1991 that the first cellular “modern” network technology based on digital, 2G (second generation), was launched. It allowed the encryption of transmissions and introduced the ability to send SMS. Then third generation technology (3G) was introduced in 2001 and it added the ability to surf the net, download and upload files.

Advances in microchip technology, battery technology, and screen technology are the major factors in reducing the size and increasing the performance of mobile phones. About fifteen years ago the mobile phone was purely used for making voice calls. Today it’s used as a camera, a music player, a platform to play and these are features of just a basic model. Smartphones, using touch technology, combined with “apps”, enable us to perform a myriad of tasks.

2. Cos’è uno smartphone

Negli ultimi anni gli smartphone hanno conquistato quote sempre maggiori del mercato della telefonia mobile. Il tutto sicuramente grazie alla possibilità che offrono di accedere ad internet, di consultare le e-mail, ma soprattutto grazie alla possibilità di installare da parte degli utenti applicazioni sviluppate da terzi. Questo ha permesso l’apertura di un nuovo mercato, legato allo sviluppo di applicazioni dei più svariati generi: da utility per facilitare il lavoro, fino a giochi per il semplice svago e divertimento.

Uno smartphone, o telefono intelligente, è un dispositivo portatile che abbina le funzionalità di un normale telefono cellulare a quelle di gestione dei dati personali (programmazione di eventi e impegni, calendario, rubrica, indirizzi e-mail e appunti vari) del PDA (Personal Digital Assistant), che è il cosiddetto “palmare”, cioè un dispositivo digitale di dimensioni ridotte, tali da poter essere tenuto nel palmo di una mano e con schermo touch.

Una particolarità interessante di questi dispositivi consiste nella possibilità di essere utilizzati anche senza la scheda SIM inserita; in questo modo sono utilizzabili tutti i servizi e le applicazioni che non richiedono la connessione col gestore telefonico. In altre parole, lo smartphone può diventare un computer senza le funzionalità che definiscono tale un telefono.

I moderni smartphone possiedono un sistema operativo che consente di installare liberamente applicazioni (comunemente chiamate app) che possono interagire con la strumentazione presente sul dispositivo, come servizi di localizzazione GPS, accelerometri, fotocamere, connessioni internet.

3. Sistema operativo

Un sistema operativo (SO) è un programma, o meglio, un insieme di programmi e moduli software, scritti allo scopo di rendere disponibili all’uso le risorse di calcolo e i dispositivi collegati.

I. Struttura

La struttura di un sistema operativo è gerarchica, e questo significa che i moduli software che lo compongono si servono di altri moduli di livelli inferiori e servono quelli dei livelli superiori:

• Lv. 1: Nucleo (Gestione CPU)
• Lv. 2: Gestione della Memoria
• Lv. 3: Gestione delle periferiche
• Lv. 4: File System
• Lv. 5: Interprete dei comandi
• Lv. 6: Utente

Questo modello, chiamato onion skin, rappresenta il sistema operativo come una successione di strati costruiti sopra la macchina hardware, ciascuno dei quali rappresenta un livello di macchina virtuale. In sostanza, a qualsiasi livello ci si collochi all’interno di questo modello, gli strati sottostanti vengono visti come un oggetto unico, che è una macchina virtuale.

II. Classificazione sistemi operativi

I sistemi operativi si possono classificare:

• In base al numero di dispositivi su cui possono essere installati:
  • Sistema aperto: SO installabile su una molteplicità indefinita di piattaforme (es. Linux);
  • Sistema proprietario: SO installabile su una ristretta cerchia di piattaforme con specifiche tecniche particolari (es. Mac OS);
• In base al numero di programmi eseguibili insieme:
  • Sistema monoprogrammato: quando, in un dato istante, la memoria RAM può contenere solo un programma;
  • Sistema multiprogrammato: quando, in un dato istante, la memoria RAM può contenere più programmi;
• In base al numero di utenti che possono intervenire durante le elaborazioni:
  • Sistema batch: quando durante le elaborazioni nessuno può intervenire;
  • Sistema dedicato: quando il SO può essere utilizzato solo da un utente alla volta;
  • Sistema multiutente: quando il SO può essere utilizzato da una molteplicità di utenti contemporaneamente;

III. Funzioni SO

Le due funzioni principali di un sistema operativo sono di:

• Supporto per l’utente
• Gestione e ottimizzazione delle risorse

Supporto per l’utente, in quanto con l’evoluzione e il perfezionamento dei SO, questi sono diventati sempre più facili da utilizzare (user friendly), soprattutto con l’introduzione della tecnologia touch, permettendo agli utenti di effettuare anche operazioni complesse con semplici gesti naturali.

Gestione e ottimizzazione delle risorse, perché il SO è responsabile dell’organizzazione e dell’utilizzo delle risorse, che devono essere effettuati seguendo principi di efficienza, in modo che la fluidità nell’esecuzione delle applicazioni dell’utente sia massima.

Le risorse principali sono 5:

• 4 hardware:
  • CPU (Central Processing Unit)
  • RAM (Random Access Memory)
  • Memoria di massa
  • Dispositivi di I/O
• 1 software:
  • Files

IV. Gestione CPU

La CPU è il componente hardware che esegue le istruzioni dei programmi, ed è quindi “il motore” di qualsiasi dispositivo elettronico con capacità elaborativa. Un processo è l’insieme formato da un elenco finito d’istruzioni da eseguire in sequenza e dai dati su cui le operazioni devono essere eseguite. Da qui in poi si farà sempre riferimento a un generico sistema multiprogrammato e interattivo.

I processi si possono trovare in diversi stati:

• Parcheggiato, quando il processo non è ancora caricato in RAM
• Pronto, quando il processo è caricato in RAM e attende che gli venga assegnata la CPU
• In esecuzione, quando il processo è in evoluzione, perché la CPU lo sta eseguendo