SISTEMI OPERATIVI M - Z

INF/01 - 9 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

MARIO FRANCESCO PAVONE


Obiettivi formativi


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali in aula su argomenti di teoria e su sviluppo codice per la parte di laboratorio. Il corso può prevedere dei seminari tenuti da esperti esterni su argomenti correlati e d'attualità.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

requisiti: basi di programmazione, conoscenza dell'architettura di un calcolatore


propedeuticità: Architettura degli Elaboratori, Programmazione 1



Frequenza lezioni

Frequenza delle lezioni non obbligatoria ma fortemente consigliata per garantire un idoneo grado di comprensione degli argomenti proposti.



Contenuti del corso

Il corso è una introduzione ai principi ed al progetto di sistemi operativi, essenziali per coordinare le attività e le risorse di un sistema di calcolo. Sono affrontati i principali temi dalle architetture software alla gestione dei processi e delle risorse del sistema. Con riferimento ai sistemi UNIX, nella parte di laboratorio si affronta l'uso della shell e la programmazione in linguaggio C degli aspetti cruciali legati ai processi, alla memoria e all'inter-process communication (IPC).



Testi di riferimento

autori: Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos
titolo: I moderni sistemi operativi (quarta edizione)
casa editrice: Pearson
anno di pubblicazione: 2016
ISBN: 9788891901019

autori: Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne
titolo: Sistemi operativi – Concetti ed esempi (nona edizione)
casa editrice: Pearson
anno di pubblicazione: 2014
ISBN: 9788865183717


Altro materiale didattico

Su Studium



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Teoria: 
2Introduzione al concetto di sistema operativocap.1 di [TB], cap.1 di [SGG]  
3Richiami sull'architettura degli elaboratoricap.1 di [TB], cap.1 di [SGG]  
4Struttura di un sistema operativocap.1 di [TB], cap.2 di [SGG]  
5I processi: definizione, multiprogrammazione, stati e transizionicap.2 di [TB], cap.3,4 di [SGG] 
6I thread: definizione, modelli utilizzabili; programmazione multicorecap.2 di [TB], cap.4 di [SGG]  
7Sezioni critiche e mutua esclusione: variabili di lock, alternanza stretta, soluzione di Peterson, istruzioni TSL/XCHG, semafori, mutex lock in spazio utente, futex, monitor, messaggi tra processicap.2 di [TB], cap.6 di [SGG] 
8Problema dei 5 filosofi e dei lettori-scrittori (soluzioni basate su semafori e monitor)cap.2 di [TB], cap.6 di [SGG]  
9Scheduling: scheduler e dispatchercap.2 di [TB], cap.5 di [SGG] 
10Algoritmi di scheduling: progettazione, FCFS, SJF, SRTN, RR, a priorità, con code multiple, SPN, garantito, a lotteria, fair-sharecap.2 di [TB], cap.5 di [SGG]  
11Scheduling dei thread e su sistemi multi-processorecap.2 di [TB], cap.5 di [SGG]  
12Scheduling su Windows 8 e Linux (task, O(1) e CFS)cap.10,11 di [TB], cap.21,22 di [SGG]  
13Gestione della memoria per la multi-programmazione: swapping, rilocazione, gestione dello spazio liberocap.3 di [TB], cap.8 di [SGG] 
14Memoria virtuale: paginazione, tabella delle pagine, uso di memoria associativa, varianti multi-livello, tabella delle pagine invertita, conseguenze sulla cachecap.3 di [TB], cap.8 di [SGG]  
15Algoritmi di sostituzione delle pagine: progettazione, ottimale, NRU, FIFO, seconda chance, clock, LRU, NFU, aging; anomalia di Beladycap.3 di [TB], cap.9 di [SGG]  
16Altri aspetti legati alla gestione della memoria: allocazione dei frame, working set, controllo del carico, dimensione delle pagine, condivisione delle pagine, copy-on-write, zero-fill-on-demand, librerie condivise, mappatura di file, allocazione della memoria del kernelcap.3 di [TB], cap.9 di [SGG] 
17Segmentazionecap.3 di [TB], cap.8 di [SGG] 
18Gestione della memoria su Linuxcap.10 di [TB], cap.8 di [SGG] 
19File-system: astrazione, file, directorycap.4 di [TB], cap.10 di [SGG]  
20Progettazione di un file-system: allocazione dei file (contigua, concatenata, tabellare e indicizzata), directory, hard/soft-link, gestione blocchi liberi (con bitmap e con lista concatenata)cap.4 di [TB], cap.11 di [SGG]  
21Altri aspetti tecnici sui file-system: quote, controlli di consistenza, Log-structured FS (LFS), journaling, cache del disco, deframmentazionecap.4 di [TB], cap.11 di [SGG] 
22Accenni sui file-system storici e contemporanei: FAT-[12,16,32,64], NTFS, ext-[2,3,4], BTRFScap.4,10,11 di [TB], cap.21,22 di [SGG]  
23Scheduling del disco e relativi algoritmi: FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOKcap.5 di [TB], cap.12 di [SGG]  
24Sistemi RAID: principi di base, RAID-[0,1,2,3,4,5]cap.5 di [TB], cap.12 di [SGG] 
25Memorie flash, dischi a stato solido (SSD) e implicazioni sui file systemrisorse esterne  
26Laboratorio:risorse esterne, man page  
27Tutorial sull'uso della shell UNIX 
28L'uso delle chiamate di sistema 
29Gestione dell'I/O su file e chiamate di servizio relative al file-system e alla mappatura dei file in memoria 
30Gestione dei processi: creazione, coordinamento, esecuzione di comandi esterni 
31Chiamate per la comunicazione tra processi tramite pipe e FIFO 
32Chiamate per la comunicazione tra processi tramite messaggi 
33Chiamate per la gestione della memoria condivisa tra i processi 
34Chiamate per la gestione dei semafori 
35Segnali sui sistemi UNIX 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

L'esame prevede:

 

Nota: la verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Sulla pagina del corso sono disponibili:




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