28020 - SISTEMI OPERATIVI T (A-K)

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenza dei principi di organizzazione e di funzionamento dei moderni sistemi operativi. Conoscenza e capacità di applicazione degli strumenti per lo sviluppo di applicazioni di sistema.

Contenuti

Introduzione ai sistemi operativi:

• Che cos'è un sistema operativo: ruolo, funzionalità e struttura
• Evoluzione dei sistemi operativi: batch, multiprogrammazione, time-sharing
• Richiami sul funzionamento di un elaboratore: interruzioni e loro gestione, I/O, modi di funzionamento single e dual, system call

Organizzazione di un Sistema Operativo

• Funzionalità
• Struttura: sistemi monolitici e modulari, sistemi stratificati, macchina virtuale
• Organizzazione e funzionalità del sistema operativo UNIX/Linux
• Organizzazione e funzionalità del sistema operativo MSWindowsXP

Processi e Thread

• Il concetto di processo pesante/leggero e sua rappresentazione nel sistema operativo
• Stati di un processo
• Gestione dei processi leggeri/pesanti da parte del SO
• Operazioni sui processi
• Classificazione dei processi
• La gestione dei processi in UNIX/Linux:
  • stati, rappresentazione, gestione (scheduling), operazioni e comandi relativi ai processi

Scheduling della CPU

• Concetti generali: code, preemption, dispatcher
• Criteri di scheduling
• Algoritmi di scheduling: FCFS, SJF, con priorità, round-robin, con code multiple, …
• Scheduling in UNIX, Linux e WinXP

Interazione tra processi mediante memoria condivisa

• il problema della sincronizzazione tra processi
• sezione critica e mutua esclusione
• i semafori
• strumenti hardware per la sincronizzazione: test-and-set

Interazione tra processi mediante scambio di messaggi:

• comunicazione diretta/indiretta,simmetrica/asimmetrica, buffering
• interazione tra processi Unix: pipe e fifo, sincronizzazione tramite segnali

Gestione del File System

• file system e sua realizzazione
• il file system di UNIX:
  • organizzazione logica e fisica, comandi e system call per la gestione e l'accesso a file/direttori

Gestione della Memoria

• spazi degli indirizzi e binding
• allocazione della memoria contigua:
  • a partizione singola e partizioni multiple; frammentazione;
• allocazione non contigua:
  • paginazione, segmentazione
• memoria virtuale
• gestione della memoria in UNIX/Linux

Programmazione shell

• Introduzione alla Linux bash shell
• comandi come filtri
• Piping e ridirezione
• Espansione metacaratteri
• Strutture di controllo
• Sviluppo di file comandi

Programmazione Concorrente

• Il problema della mutua esclusione e possibili soluzioni.
• strumenti di sincronizzazione nel modello a memoria comune: il semaforo
• costrutti linguistici per la sincronizzazione: il monitor
• sincronizzazione tra thread java

Gestione dell'I/O

• architettura del sottosistema di I/O
• device driver
• Gestione dei dispositivi a controllo di programma, tramite interruzioni, con DMA.

Testi/Bibliografia

P. Ancilotti, M. Boari, A. Ciampolini, G. Lipari: Sistemi Operativi, seconda edizione, McGraw-Hill, 2008.

Metodi didattici

 

LEZIONI (Modulo 1):

Durante le lezioni in aula verranno discussi sia gli aspetti teorici che progettuali/realizzativi dei sistemi operativi moderni. Gli argomenti trattati verranno esemplificati facendo principalmente riferimento al sistema GNU/Linux

ESERCITAZIONI (Modulo 2):

Parte integrante del corso è rappresentata dalle esercitazioni in laboratorio, svolte nel Modulo 2. Le esercitazioni sono individuali e pratiche ed hanno lo scopo di fornire la possibilitá a ogni studente di potersi misurare nello sviluppo di applicazioni di sistema in ambiente GNU/Linux e nella programmazione concorrente in Java.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione avviene mediante:

1. una prova scritta TEORICA sui concetti trattati a lezione;

2. una prova PRATICA/PROGETTUALE, da svolgersi in laboratorio, per verificare:

• Capacità di sviluppo di programmi di sistema e script nell'ambiente GNU/linux
  
• Capacità di programmazione concorrente in Java

3. Una prova orale facoltativa.

Nel periodo Giugno 2020-Febbraio 2021 gli esami si svolgeranno a distanza. Gli studenti sono pregati di attenersi strettamente alle regole per lo svolgimento degli esami a distanza, disponibili all'indirizzo:  https://iol.unibo.it/mod/resource/view.php?id=441077

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni si svolgeranno anche con il supporto di un computer collegato ad un videoproiettore mediante il quale potranno essere esemplificati concretamente i concetti esposti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Ciampolini