Seconda Università degli Studi di Napoli Facoltà di Economia Corso di Informatica Prof.ssa Zahora Pina

Il Sistema Operativo Cap. 13 – pagg Azioni necessarie a: caricare i programmi in memoria centrale, eseguirli, leggere e scrivere i dati da/su memoria di massa, compiere operazioni di I/O Il Sistema Operativo è lo strato software che opera direttamente sullhardware isolando gli utenti dai dettagli dellarchitettura hardware e fornendo loro un insieme di funzionalità di alto livello. Definizione S.O. Rendono disponibili agli utenti le architetture dei calcolatori

Il Sistema Operativo: Introduzione S.O. Multi-utenteMono-utente Lintero sistema è dedicato ad un singolo utente Diversi utenti condividono lo stesso sistema CPU Memoria Periferiche Si ha limpressione che lintero sistema sia dedicato ad ogni utente

Il Sistema Operativo: Introduzione S.O. organizzazione Programmi utente Interprete comandi File system Gestione delle periferiche Gestione della memoria Gestione dei processi (nucleo) Macchina fisica kernel Strati funzionali a buccia di cipolla

Il Sistema Operativo: Introduzione strati Macchina virtuale Macchina che: Maschera le caratteristiche della macchina hardware Comunica con gli altri strati tramite funzioni Offre agli utenti lillusione di una macchina dedicata

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Il Gestore dei Processi È responsabile dellesecuzione dei programmi da parte dellunità di elaborazione Utente 1 Utente 2 Utente n CPU ………… Il nucleo deve garantire lesecuzione quasi contemporanea di molti processi dando ad ogni utente limpressione che la CPU gli sia esclusivamente dedicata Possono esservi più CPU

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) ProgrammaProcesso staticodinamico fa riferimento allesecuzione di un programma P=(E,S) è E=codice eseguibile del programma S(stato)=valori nella memoria e nei registri della CPU

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) ProgrammaProcessi Elabora e stampa dei dati acquisizione dati elaborazione dati stampa dati Linguaggi concorrenti Linguaggi che coordinano i vari processi relativi ad un certo programma Caso1 Caso2 ProgrammaProcesso programma u1 Processo programma u2 Processo programma un....

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) in esecuzione (running) pronto (ready) in attesa (waiting) Diagramma stati/transizioni fine esecuzione abort per errore Inizio esecuzione

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Interruzione interna È generata dal processo quando viene richiesta unoperazione di I/O Risponde ad una logica di buona amministrazione delle risorse Chiamata a supervisore (SuperVisor Call = SVC) Il processore passa dallesecuzione di un processo utente ad uno di S.O. Il processo dallo stato in esecuzione passa allo stato di attesa Salvataggio del contesto del processo Scelta di un processo da eseguire Il processo scelto passa dallo stato di pronto allo stato in esecuzione Ripristino del contesto del processo scelto

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Salvataggio del contesto del processo Copia dei registri (PC) in una zona di memoria (descrittore del processo) Ripristino del contesto del processo Copia il descrittore del processo nei registri Cambiamento di contesto Context-Switching

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Interruzione esterna È generata dal processo quando una periferica ha soddisfatto una richiesta di operazione di I/O Chiamata a gestore delle interruzioni Il processore passa dallesecuzione di un processo utente ad uno di S.O. Il processo dallo stato in esecuzione passa allo stato di pronto Salvataggio del contesto del processo Scelta di un processo da eseguire Il processo scelto passa dallo stato di pronto allo stato in esecuzione Ripristino del contesto del processo scelto

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Gestore delle interruzioni 010 INTR = Registro Interruzioni (CPU) per 1 per 2 per 3 per n 0 1 = evento assente (la periferica non ha soddisfatto richiesta operazione I/O = evento presente (la periferica ha soddisfatto richiesta operazione I/O Es: lettura dati da periferica (tastiera) PDR = Registro Dati Periferica

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Il gestore dei processi ha come obiettivo di far eseguire ciascun programma utente entro un tempo approssimativamente proporzionale alla complessità del programma, senza creare ingiustizie politiche di gestione

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Round Robin La politica consiste nel garantire la rotazione dei processi Il nucleo assegna il processore a un processo per un quanto di tempo Quando il quanto di tempo termina il processo in esecuzione viene interrotto e ritorna tra i processi pronti (alla fine della coda dei processi pronti) il nucleo assegna il processore al primo processo presente nella coda dei processi pronti Coda processi pronti primo processo ultimo processo processi interrotti per esaurimento quanto di tempo processi che passano dallo stato di attesa allo stato di pronto a processo in esecuzione a FIFO (First In – First Out)

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Il quanto di tempo : Deve essere maggiore del tempo necessario ad un cambiamento di contesto Deve essere sensibilmente maggiore al tempo di esecuzione di un programma altrimenti leffetto politica di rotazione si annulla

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Il tempo di attesa di ogni programma è proporzionale: Alla lunghezza del programma (ogni volta che il quanto di tempo scade viene messo in coda) Al numero di suo operazioni di I/O (ogni volta che è richiesta unoperazione di I/O va in stato di attesa e quando ritorna in stato di pronto va in coda) Favorisce il completamento dei programmi più brevi La politica massimizza il numero di programmi terminati nellunità di tempo (throughput) throughputn. programmi/unità di tempo

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Vi sono più code con diverse priorità I processi in attesa vengono inseriti nella coda corrispondente alla loro priorità Garantisce che vengano privilegiati i processi con priorità maggiore Coda 1Coda 2Coda n Es: sistema problemi di sicurezza Segnalazione problemi motori aereo (priorità alta) Segnalazioni difetti al sistema di intrattenimento (priorità bassa) Code con priorità statica Problema I processi con bassa priorità rischiano attese molto lunghe

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) La priorità dei processi può essere modificata nel tempo in modo da consentire a processi che, nel caso limite, rischierebbero di non andare in esecuzione,di terminare Code con priorità dinamica

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei Processi (Nucleo) Risorsa (es. cella memoria) I processi devono sincronizzarsi: cooperare, coordinarsi quando competono per la stessa risorsa Risorsa critica: risorsa per la quale competono più processi Solo un processo può accedere alla risorsa Gli altri attendono che la risorsa venga rilasciata Uso di semafori

Il Sistema Operativo: Il Gestore della memoria Paginazione: La memoria è divisa in pagine (zone contigue) I programmi sono divisi in pagine

Il Sistema Operativo: Il Gestore dei File root bin dev usr mariougo piero f1f2d1 f3 f4