Appunti di sistemi operativi

COS'È UN SISTEMA OPERATIVO?

un software che controlla e coordina l'uso dell'hardware da parte di programmi/utenti, e che funge da:

• macchina virtuale (astrazione software della macchina fisica)

• interfaccia tra utente (e applicazioni) e hardware

• gestore di risorse (gestire l'hardware in modo efficiente ed equo)

le applicazioni possono essere utente o sistema.

il kernel sta sotto entrambe ed è "software di sistema che è necessariamente sempre attivo".

SISTEMI BATCH

batch = “lotto” nel senso di “gruppo di cose” che mando in elaborazione; ossia:

• raggruppamento di programmi “simili” che vengono mandati in esecuzione perché magari utilizzano le stesse risorse uguali.

• S.O. monitor residente che legge il codice del programma, lo carica in memoria, lo esegue e quindi passa a quello successivo; fasi:

1. inizializzazione hardware

2. caricamento programma (job)

3. passa il controllo al job

4. riprende il controllo

5. torna al punto 2

BATCH MULTIPROGRAMMATI

multiprogrammazione = tecnica che mira a disporre dell'esecuzione contemporanea di più processi per massimizzare l'utilizzo della CPU (durante la richieste di I/O):

• S.O. carica in memoria un insieme di job

• quando un job attende un'operazione di I/O manda in esecuzione un altro job: il S.O. funge quindi da macchina virtuale (perché le richieste di I/O dei job passano attraverso esso) e da gestore delle risorse

in questo tipo di sistemi non ho interazione durante l'esecuzione dei job

SISTEMI TIME-SHARING

time-sharing = “condivisione di tempo” = partizione del tempo che mira a commutare l'utilizzo della CPU tra i vari processi così frequentemente da permettere all'utente di poter interagire con ciascun programma in esecuzione

singola CPU (n.b. in sistemi a singola CPU possiamo eseguire un solo processo alla volta)

la CPU commuta tra i job (processi) a una frequenza tale da ottenere:

• esecuzione "simultanea" di job (processi)

• interazione utente durante l'esecuzione dei job (processi)

EVOLUZIONE DEI CALCOLATORI

Personal Computer (PC) - anni '70:

• spesso un solo utente

• molto I/O e poco uso CPU

...evoluzione con le reti ed Internet:

• più protezione

• migliore gestione risorse

-> ai giorni nostri tutti usano time-sharing, sia pc che mainframe.

SISTEMI PARALLELI

TIGHTLY COUPLED SYSTEMS

= sistemi fortemente accoppiati: sistemi con più processori nella stessa macchina

lo scopo è quello di migliorare le prestazioni (tempo di esecuzione ~ 1/n; n = numero di CPU):

i sistemi SMP (simmetric multiprocessing) possono eseguire “una copia” del sistema per ogni CPU e quindi più processi, che sono veramente simultanei

sono molto usati in caso di esigenze mission critical, perché grazie alla ridondanza godono di una buona fault-tollerance (tolleranza ai guasti), infatti nel caso in cui una CPU fallisca ne interviene un'altra; c'è bisogno però di un controllore, il che può provocare ulteriori problemi

LOOSELY COUPLED SYSTEMS

debolmente accoppiati: sistemi distribuiti

vengono chiamati AMP (asymmetric multiprocessing) e si usano ad esempio nel clustering, in situazioni in cui i vari elaboratori siano connessi tra loro in una rete affidabile

SISTEMI REAL-TIME

HARD

sono sistemi dedicati che devono rispettare dei vincoli temporali: sistemi critici (Pilotaggio, ABS, ecc)

SOFT

in questi il vincolo temporale è “desiderato”: streaming audio/video, sistemi industriali, (situazioni “meglio tardi che mai”...anche se vedo il video a scatti non muore qualcuno!!) in ogni caso anche questi sono abbastanza precisi