34860 - INFORMATICA INDUSTRIALE M

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenza dei principi, delle problematiche di progetto e degli strumenti di supporto alla strutturazione di applicazioni in termini di processi concorrenti. Modelli di riferimento e meccanismi per la comunicazione e la sincronizzazione tra processi. Metodologie di sintesi e di valutazione delle prestazioni di sistemi concorrenti.

Contenuti

Introduzione

• 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.
P.Ancilotti, M.Boari: "Programmazione Concorrente e Distribuita", McGraw-Hill, 2006.

Metodi didattici

Durante le lezioni in aula verranno discussi sia gli aspetti teorici che progettuali/realizzativi dei sistemi operativi moderni.

Il corso sará affiancato da esercitazioni di laboratorio. Le esercitazioni saranno 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 Linux e Java.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica avverra` mediante:

Una prova  progettuale, da svolgersi in laboratorio, per verificare
• Capacità di programmazione nell'ambiente Unix
• Capacità di programmazione concorrente in Java
• Una prova orale (facoltativa per chi consegue una valutazione nella prova progettuale superiore a 22/30).

Strumenti a supporto della didattica

In aula:

le lezioni avverranno anche con il supporto di un PC collegato ad un videoproiettore mediante il quale potranno essere esemplificate concretamente i concetti esposti.

In laboratorio:

ogni studente potra` disporre di un PC da utilizzare due ore alla settimana, durante le esercitazioni assistite.

Link ad altre eventuali informazioni

http://lia.deis.unibo.it/Courses/sot1011/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Ciampolini