SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE (m)

2^oMODULO

Dott. Marco Ronchetti

Oggetto e obiettivi del corso

Programma

• Rappresentazione degli interi
• Rappresentazione dei Floating Point
• Rappresentazione dei caratteri

Assumendo la conoscenza di un linguaggio di programmazione imperativo, passeremo in rassegna brevemente i costrutti del C, con particolare attenzione a strutture, puntatori, arrays, stringhe, passaggio di parametri a funzioni. Saranno discusse le funzioni per l'I/O e per il trattamento di stringhe.
Come esercizio saranno discusse le liste linkate e le tabelle hash. Il linguaggio C sarà poi utilizzato nel corso per illustrare le system calls di Unix.

INTRODUZIONE AI SISTEMI OPERATIVI

Sviluppo storico e concetti di base. Sistemi batch, time sharing, paralleli, distribuiti, real time. Funzioni di un sistema operativo. Monotasking, multitasking vero e cooperativo. System calls: Kernel mode e User mode. Cenni di reti.

GESTIONE DELLA MEMORIA

• Spazio logico e spazio fisico degli indirizzi. Protezione e rilocazione. DMA. Il problema dei 640 Kb in DOS.
• Uso della memoria da parte di un processo: heap, stack, zona text. Discussione di come da linguaggio C si accedono le varie zone di memoria tramite variabili locali e automatiche, uso di malloc e free.
• Uso della memoria fisica in un sistema multitasking: gestione della memoria tramite partizioni fisse, buddy systems, bitmap, liste linkate.
• Memoria virtuale: paginazione, MMU.

• Concetto di File e di Directory. Nomi, struttura, tipo, attributi dei files. Operazioni su files e directories.
• Implementazione delle directories in DOS e Unix. Meccanismi di protezione, setUID.
• Implementazione di File-systems: allocazione contigua, liste linkate, i-nodes, FAT. Cenni a NFS.
• Partizionamento e formattazione dei dischi.>
• Files condivisi: hard e soft links.
• System calls: open, creat, read, write, lseek.

• Concetto di processo. Politiche di scheduling di processi. Stati di un processo.
• System calls: fork, exec, wait, getpid, getppid. Gerarchia dei processi (init, getty, login, sh)
• Struttura di una shell. Processi in foregrorund e background. Redirezione di I/O.
• Process table. Condivisione dei files tra processi.

• Comunicazione tramite pipes: pipe, FIFO, dup2, mknod.
• Shared memory: shmget, shmctl, shmat, shmdt
• I problemi della concorrenza: sincronizzazione di processi: race condition, sezione critica, esclusione mutua, busy waiting. Soluzione di Peterson.
• Semafori: semget,semat,semctl.
• Problemi classici di interprocess communication: Dining Philosophers, Producer and Consumer, Readers and Writers.
• Deadlocks: Condizioni per il verificarsi di deadlocks. Starvation.

Testi consigliati

• Per il linguaggio C:
  Kernighan-Ritchie, Il linguaggio C, Prentice Hall
• Per la teoria dei sistemi operativi:
  A.S.Tanenbaum, Modern Operating Systems, Prentice Hall 1992. (Disponibile in edizione italiana dalla Editoriale Jackson)
• Per le system call di Unix:
  W.R.Stevens, Unix Network Programming, Prentice Hall,oppure
  W.R.Stevens, Advanced Programming in the Unix Environment, Prentice Hall,
• Per una introduzione a Unix come utente:
  Levine-Levine, Usare Unix senza fatica, Mc Graw-Hill

Modalità e svolgimento dell'esame