Patrizia Scandurra


Sistemi Operativi
(modulo di Informatica II)
Docente: Patrizia Scandurra - Università degli Studi di Bergamo
a.a. 2013-14


Programma del corso (in sintesi)

Obiettivi formativi : il corso analizza i principi, il funzionamento, la struttura, politiche di gestione alla base dei sistemi operativi orientati alle principali aree applicative (sistemi transazionali, interattivi, gestionali, multimediali, robotici, embedded, ecc..). Argomenti del corso : architettura, funzionalita , gestione dei processi, comunicazione tra processi, scheduling della CPU, deadlock, gestione della memoria, gestione dell'I/O, memorie di massa, file system, programmazione concorrente e distribuita in linguaggio Java, esempi di sistemi operativi.

Programma in dettaglio e materiale didattico:



Teoria

N.B: Per avere una copia dei lucidi, chiedere al docente il link di condivisione su Dropbox!
Introduzione

Vedi lucidi: Presentazione del corso, Introduzione Concetti, Architettura

 

  • Definizione di sistema operativo -- Cap. 1, Sez. 1.1 del libro adottato (di A. Silberschatz et al.)
  • Evoluzione dei sistemi operativi con cenni storici -- Cap. 1, Sez. 1.2 del libro di A.S.Tanenbaum
  • Tipi e esempi di sistemi operativi -- Cap 1 Sez. 1.3, 1.10, 1.11, 1.12 del libro adottato
  • Concetti di base sui sistemi operativi: funzioni, implementazione e avvio, funzionamento event-driven e dual-mode, servizi e chiamate di sistema, programmi di sistema -- Cap. 1, Sez 1.2, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 - Cap. 2 Sez. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.10 e 2.11 del libro adottato
  • Architettura di un sistema operativo -- Cap. 2, Sez 2.7 e 2.8 del libro adottato
Gestione dei processi
  • I processi Vedi lucidi: processi
    • Il concetto di processo -- Cap. 3, Sez 3.1 del libro adottato
    • Schedulazione dei processi -- Cap. 3, Sez 3.2 del libro adottato
    • Operazioni sui processi -- Cap. 3, Sez 3.3 del libro adottato
      • Codice di esempio per la creazione di un processo figlio con la chiamata di sistema fork() dei sistemi Unix-like
  • La comunicazione tra processi Vedi lucidi: IPC
    • Processi cooperanti e modelli di comunicazione: comunicazione tramite memoria condivisa e comunicazione tramite scambio di messaggi -- Cap. 3, Sez . 3.4 del libro adottato
    • Esempio: comunicazione LPC (Local Procedure Call) di Windows XP -- Cap.3. Sez. 3.5.3
    • La comunicazione in sistemi client/server (socket, pipe, RPC, RMI) -- Cap. 3, Sez 3.6 del libro adottato -- Cap. 3. Sez. 3.6
      • Codice di esempio per la creazione di una unnamed pipe in sistemi Unix-like
  • I thread Vedi lucidi:thread -- Cap. 4 del libro adottato
    • Generalità e modelli Sez 4.1 e 4.2
    • Pthread -- Sez 4.3.1
    • Problematiche relative ai thread -- Sez 4.4
    • Ithread di Windows XP e di Linux -- Sez 4.5
    • Thread safeness e condizioni di Bernstein

  • Sincronizzazionedei processi Vedi lucidi:sincronizzazione-- Cap. 6 del libro adottato
    • Il problema della sezione critica -- Sez 6.1 e 6.2
    • Soluzioni per due processi (Peterson) -- Sez 6.3
    • Hardware per la sincronizzazione -- Sez 6.4
    • Semafori -- Sez 6.5
    • Problemi classici di sincronizzazione (Produttore-consumatore, lettori-scrittori, cinque filosofi a cena) -- Sez 6.6
    • Monitor -- Sez 6.7 (esclusi 6.7.3 e 6.7.4)
    • Sincronizzazione in Solaris, Windows XP, Linux e Pthreads -- Sez 6.8 (solo cenni)
    • Transazioni atomiche -- Sez 6.9 (esclusi 6.9.4.2 e 6.9.4.3)

  • Schedulazione della CPU Vedi ucidi:schedulazione-- Cap. 5 e 19 del libro adottato
    • Concetti base e criteri -- Sez 5.1 e 5.2
    • Algoritmi di schedulazione -- Sez 6.3
    • Schedulazione dei thread -- Sez 5.4 (escluso 5.4.2)
    • Schedulazione per sistemi multiprocessore -- Sez 5.5 (escluso 5.5.4 e 5.5.5)
    • Schedulazione per sistemi in tempo reale -- Sez 19.5 (escluso 19.5.3 e 19.5.4)
    • Schedulazione in WindowsXP e in Linux -- Sez 5.6.2 e 5.6.3

  • Lo stallo (deadlock) Vedi lucidi:deadlock-- Cap. 7 del libro adottato
    • Risorse -- Sez 7.1
    • Caratterizzazionedel deadlock -- Sez 7.2
    • Metodi di gestione del deadlock -- Sez 7.3
    • Prevenire il deadlock -- Sez 7.4
    • Evitare il deadlock -- Sez 7.5
    • La risoluzione del deadlock (rilevazione e ripristino) -- Sez 7.6 e 7.7

 

Gestione della memoria
  • Gestione della memoria centrale Vedi lucidi: memoria centrale -- Cap. 8 del libro adottato
    • Concetti generali -- Sez 8.1
    • Swapping -- Sez. 8.2
    • Allocazione contigua della memoria: partizione singola, partizioni multiple fisse e dinamiche -- Sez. 8.3
    • Paginazione -- Sez. 8.4
      • metodo di base -- Sez. 8.4.1
      • progettazione della tabella delle pagine (supporto HW, protezione, condivisione, struttura) -- Sez. 8.4.2, 8.4.3, 8.4.4 e 8.5 (escluso Sez. 8.5.2)
    • Segmentazione
      • Segmentazione pura -- Sez. 8.6
    • Segmentazione con paginazione: famiglia Intel 80x86 -- Sez. 8.7

 

  • La memoria virtuale Vedi lucidi:memoria virtuale -- Cap. 9 del libro adottato
    • Concetti: gerarchia di memoria, ambiente virtuale, richiesta di paginazione, copia durante la scrittura, file mappati in memoria, mappatura in memoria dell'I/O -- Sez. 9.1, 9.2, 9.3, 9.7.1 e 9.7.3
    • Algoritmi di sostituzione della pagina -- Sez. 9.4
    • Allocazione dei frame -- Sez. 9.5
    • Il fenomeno del thrashing ed il modello del working set -- Sez. 9.6 (cenni)
    • Altre considerazioni -- Sez. 9.9 (cenni)

File System
  • L'interfaccia del file system Vedi lucidi:interfaccia del file system -- Cap. 10 del libro adottato
    • I file: attributi, metodi di accesso, struttura
    • Struttura della directory
    • Montaggio del file system
    • NFS (cenni)
    • Condivisione e protezione
  • Implementazione del file system Vedi lucidi:implementazione del file system -- Cap. 11 del libro adottato (escluse Sez. 11.2.3; 11.8 e 11.9)
    • Realizzazione del file system
    • Realizzazione della directory
    • Metodi di allocazione
    • Gestione dello spazio libero
    • Efficienza e prestazioni
    • Recupero del file system
Sottosistema di I/O
    • L'hardware di I/O (I/O programmato, interrupt, DMA), le interfacce di I/O per le applicazioni, servizi del sotto-sistema di I/O indipendente dai dispositivi
    Vedi lucidi:sottosistema di I/O -- Cap. 13 del libro adottato (escluse le Sez. da 13.3.1 a 13.3.4, 13.5, 13.6 e 13.7)


Laboratorio (Programmazione concorrente in linguaggio Java)

Under construction!

 



Libri di testo

  • A. Silberschatz, P. B. Galvin, G. Gagne: Sistemi operativi: concetti ed esempi. 8a edizione. Pearson Education Italia, 2009, ISBN13: 9788871925691, ISBN10: 8871925696
  • Per approfondimenti:
  • A. Silberschatz, P. B. Galvin, G. Gagne: Sistemi operativi con esempi per l'uso in Java, Apogeo, 2005, ISBN: 8850321007
  • A. S. Tanenbaum.I Moderni Sistemi Operativi , 3a Edizione. JACKSON LIBRI,2009
  • Java Concurrency in Practice. Tim Peierls, Joshua Bloch, Joseph Bowbeer, David Holmes, and Doug Lea. Addison-Wesley, 2006.


Esami

L'esame consta di una prova scritta, e verte sia sulla parte di teoria che sulla parte di laboratorio. La prova scritta avrà luogo nella data fissata per l'appello. Alla prova scritta, seguirà (in data che verrà comunicata dal docente il giorno stesso della prova scritta) una prova orale che verte prevalentemente sulla discussione del compito; a discrezione del docente, è prevista una ulteriore domandina orale (valutata da -2 a + 2 punti). L'esame si conclude con la verbalizzazione dell'avvenuto superamento o meno relativamente al modulo di "sistemi operativi".
Si ricorda che l'effettiva registrazione dell'intero corso di INFORMATICA II avverrà solo dopo aver superato entrambi i moduli (modulo di programmazione ad oggetti + sistemi operativi) nell'arco di un ANNO SOLARE.



Ricevimento

Dopo la lezione o su appuntamento presso l'ufficio del docente (Ed. B, terzo piano, stanza 3)



Avvisi