Corso di Laurea in Biotecnologie corso di Informatica

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Corso di Laurea in Biotecnologiecorso
diInformatica

• Paolo Mereghetti
• DISCo Dipartimento di Informatica, Sistemistica
  e Comunicazione

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Sistemi Operativi
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Gestione dei Processi

• Processo programma in esecuzione
• P.S. ad ogni programma in esecuzione possono
  corrispondere più processi
• Oggetto dinamico (vs programma oggetto statico)
• Esecuzione di un processo
• Il programma è prelevato dal disco (memoria
  secondaria)
• Portato in memoria centrale
• Attivato

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Evoluzione dei processi diagramma
stati/transizioni
Interruzione esterna generata dal SO
Inizio esecuzione
In esecuzione
Pronto
Interruzione interna
Evento esterno atteso
In attesa
Fine esecuzione
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Interruzioni

• Interna generata dal processo stesso
• Il processo passa dallo stato In Esecuzione a In
  Attesa
• Per una buona logica di gestione dei processi
  (es. se il processo è in attesa di un input
  dallutente o da un altro programma è inutile che
  tenga occupata lunità di elaborazione)
• Esterna generata da un processo diverso dal
  processo in esecuzione
• Dal SO ? politiche di gestione dei processi (es.
  Round-Robin)
• Da In Esecuzione a Pronto
• Dai programmi di gestione delle periferiche
  (es.lutente ha inserito un input da tastiera
  ...)
• da In Attesa a Pronto

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Modalità di esecuzione in ambienti multi-tasking
(1)

• Modalità batch
• Per lesecuzione di programmi caratterizzati da
  lunghe elaborazioni non interattive (es. calcoli
  matematici)
• Un programma in esecuzione non viene interrotto
  il processo i-esimo parte solo quando si è
  conclusa lelaborazione del processo (i-1)-esimo
• Modalità real-time
• Per programmi che possono necessitare
  unesecuzione immediata (es. sistemi di controllo
  di volo, impianti di sicurezza)

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Modalità di esecuzione in ambienti multi-tasking
(2)

• Modalità time-sharing
• Tempo di elaborazione suddiviso fra vari
  processi alternanza dei programmi in esecuzione
• Il processore inizia un processo, ma lo può
  sospendere per dedicarsi a un altro e poi tornare
  al processo sospeso
• Lutente ha comunque la sensazione di avere un
  processore dedicato

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Modalità Batch come il triathlon

• I tre processi nuoto, bici, corsa vengono
  iniziati e portati alla fine senza interruzioni
• Le risorse di ogni processo (cuffia e occhialini,
  scarpette e casco) vengono caricate allinizio
  del processo e rilasciate alla fine

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Time-sharing come il duathlon

• Dopo la prima corsa salvo le risorse (tolgo le
  scarpe da corsa) e carico quelle per la bici
  (scarpette e casco) alla fine scambio di nuovo
  per ripartire a piedi

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Modalità desecuzione time-sharing
Dal pto di vista di P1
Pronto
In esecuz
In esecuz
Dal punto di vista di P2
Pronto
Pronto
In esecuz

• Percezione che P1 e P2 siano eseguiti
  contemporaneamente
• Dal punto di vista del processore, viene eseguito
  un solo processo alla volta

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Gestione della Memoria Principale

• Lesecuzione di un programma richiede che esso
  risieda (con i dati su cui opera) in memoria
  principale
• Gestire della memoria
• Gestione memoria principale reale condivisione
  della memoria
• Gestione memoria virtuale realizzazione di una
  visione astratta della memoria reale (secondaria)
  per estendere le potenzialità della memoria
  principale

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Gestione della Memoria Reale

• Condivisione da parte dei processi delle celle di
  memoria
• Partizione della memoria con allocazione
• contigua
• non contigua

0
Sistema Operativo
X
X1
Processi
N
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Problemi che il SO deve gestire per la
condivisione della memoria

• Quante partizioni? Quale dimensione?
• Partizioni statiche e definite a priori o
  dinamiche?
• Quali processi nelle varie partizioni?
• Come si tiene traccia dei vari processi in
  esecuzione (es. stato)?
• Come si proteggono i dati dei vari processi tra
  loro?

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Gestione della Memoria Virtuale

• Necessaria in particolare per sistemi
  multiprogrammati e multiutente (elevati requisiti
  di memoria)
• Il SO operativo fornisce una visione astratta in
  cui i vari processi (e utenti) hanno a loro
  disposizione una macchina virtuale (con quantità
  di memoria per ogni processo o utente pari alla
  quantità totale di memoria reale)
• Diverse tecniche (es. Swapping, Demand Paging)
  tutte richiedono oltre alla memoria principale
  una memoria secondaria (es. hard disk)

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File System Gestione della memoria secondaria

• Parte del SO per la gestione e strutturazione
  delle informazioni
• Insieme di programmi per lorganizzazione
• Logica ? Fornire allutente una visione logica
  dei file (che astrae dallorganizzazione fisica)
• Fisica ? gestire i file nella memoria secondaria
  (dischi) e ottimizzare lutilizzo dello spazio
  disponibile

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File system Organizzazione logica

• Lutente deve poter
• Organizzare un insieme in file e cartelle i dati
• Accedere ai dati
• Identificare ogni file con un nome logico
• Operare sui file (creare, eliminare, cambiare
  nome, modificare)
• Proteggere i propri file (da accessi non
  desiderati)

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File system Organizzazione logica
Lezione1
Paolo
Lezione2
Lezione3
Utenti
Lezione1
Marco
DISCO
FotoMarco
Sistema
DIRECTORIES
FILES
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File system Organizzazione fisica

• Il SO deve
• Tener traccia dei file memorizzati e della loro
  posizione fisica sui dischi
• Ottimizzare lutilizzo dello spazio su disco
• Diverse tecniche (es. Allocazione contigua,
  allocazione sparsa)

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Gestione delle Periferiche di Input/Output

• Il SO deve
• Fornire allutente
• visione astratta dei dispositivi
• comandi per utilizzare i dispositivi
• Ottimizzare lutilizzo dei dispositivi

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Gestione Input/Output

• I dispositivi sono seriali possono essere usati
  da un solo processo alla volta
• La maggior parte dei dispositivi sono pre-emptive
  (non interrompibili)
• Meccanismi di coordinazione delle varie richieste
  
• Diverse politiche/strategie per la gestione delle
  code di processi in attesa di utilizzare una
  risorsa (es. con priorità, FIFO
  First-In-First-Out)

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Gestione Input/Output

• Il SO fornisce un insieme di comandi (linguaggio
  dinterazione tra utente e sistema) che fornisce
  una visione astratta del dispositivo
• Es.
• Stampa per lutente equivale allinvio di un
  messaggio, indipendentemente da come avviene il
  trasferimento dei byte
• Lettura dello stato della stampante
• Modifica delle caratteristiche della stampa
  lutente utilizza un pannello di controllo, senza
  curarsi dei dettagli implementativi

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Interazione con Utente Interfaccia Testuale
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Interazione con Utente Interfaccia Grafica