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Cos’è?
Il sistema operativo è un software fondamentale che:
- Gestisce le risorse hardware di un computer, e premette l’interazione con l’utente.
- Gestione dei programmi applicativi, gli prepara l’ambiente, li manda in esecuzione, risponde a loro eventuali richieste, gestisce la loro terminazione
- Interfaccia tra le applicazioni e l’hardware
Obiettivi di un sistema operativo
- Convenienza
- Efficienza
- Capacità di evolvere
Servizi di un sistema operativo
Le funzionalità di base per l’utente offerte dai sistemi operativi moderni sono:
Esecuzioni di programmi
- app (ovvero software avviato dall’utente)
- sevizi (ovvero software avviato all’avvio del sistema)
- la possibilità di eseguire più servizi e applicazioni contemporaneamente
Accesso a dispositivi di input/output
- principalmente interfaccia con le memorie grazie al FileSystem
Accesso al OS
- Attraverso shell
Sviluppo di programmi
- compilatore, editor e dubuger
- system calls
- visione semplificata della RAM
Gestione di errori
- Rilevamento di errori e gestione delle conseguenze.
- tippi:
- errori hardware interno o esterno
- errori software
- richieste di un dispositivo non soddisfacibili
Accounting
- collezione di statistiche dell’uso del sistema
- monitoraggio delle performance
- usato per capire cosa occorre migliorare
- usato per far pagare in base all’uso del sistema
Kernel
Il kernel è il livello più basso del sistema operativo e si trova tra l’hardware e gli altri componenti del sistema operativo.
È responsabile di fornire un’interfaccia standard per l’accesso alle risorse hardware, in modo che gli altri componenti del sistema operativo possano utilizzarle in modo trasparente.
Nota
- È sempre presente nella memoria principale (RAM)
- La traduzione letterale è nucleo
Programmazione Singola e Multi Programmazione
Programmazione Singola
La programmazione singola è un approccio in cui un solo processo o programma viene eseguito alla volta. Il sistema operativo esegue un processo fino al suo completamento prima di passare al successivo.
Svantaggio Principale: quando un processo è in attesa di un input il processore rimarrà inutilizzato.
Multiprogrammazione
La multi programmazione è una tecnica che si basa sul idea che un processore deve poter eseguire più programmi contemporaneamente, condividendo le risorse del sistema.
Esempio processo I/O bound
Batch e Time Sharing
I casi visti precedentemente (qui) sono basiti su sistemi Batch
Batch
Un Sistema Batch che eseguono programmi in modo sequenziale, senza intervento umano diretto. I sistemi Batch sono considerati statici ovvero, le istruzioni da eseguire sono definite in anticipo e non cambiano durante l’esecuzione.
Svantaggi: Non adatti a sistemi con iterazione utente, e multi user.
Time Sharing
Un sistema Time Sharing è sistema operativo che consente a più utenti di accedere e utilizzare le risorse di un computer contemporaneamente, permettendo
- L’esecuzione processi in “parallelo”.
- L’esecuzione di processi interattivi.
- La condivisione delle risorse hardware.
Questo è permesso grazie allo Scheduling, ovvero un algoritmo che decide quale utente e processo deve essere eseguito in ogni time slice.
I Time Slice: il sistema divide il tempo di esecuzione della CPU in piccoli intervalli di tempo, chiamati “time slice” o “quantum”. Ogni utente e processo ha a disposizione un certo numero di time slice per eseguire le proprie istruzioni.
Multi Programmazione
Il time sharing permette la multi programmazione, infatti appena un processo deve eseguire un’operazione di I/O (Input/Output), come ad esempio leggere da un file o stampare su una stampante, il sistema operativo può sospendere il processo e assegnare la CPU ad un altro processo che è pronto per essere eseguito.
| Batch | Time Sharing | |
|---|---|---|
| Scopo principale: | Massimizzare l’uso del processore. | Minimizzare il tempo di risposta. |
| Provenienza Direttive per l’OS: | Comandi del job control language, sottomessi con il job stesso. | Comandi dati da terminale |