1 © Politecnico di Torino, 2001 Introduzione ai Sistemi Operativi Fondamenti di Informatica Anno Accademico 2001-02.

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1 1 © Politecnico di Torino, 2001 Introduzione ai Sistemi Operativi Fondamenti di Informatica Anno Accademico 2001-02

2 2 © Politecnico di Torino, 2001 Contenuti Architettura di un PC Il sistema operativo Organizzazione dei dischi Comandi DOS

3 3 © Politecnico di Torino, 2001 Il calcolatore fuori Monitor Unità centrale Mouse Tastiera Lettore floppy disk Stampante floppy disk

4 4 © Politecnico di Torino, 2001 Il calcolatore dentro Scheda video Memoria RAM CPU Hard disk

5 5 © Politecnico di Torino, 2001 Il calcolatore - modello funzionale Memoria dati periferiche programma CPU dati

6 6 © Politecnico di Torino, 2001 Memoria RAM Random Access Memory È il deposito di dati e programmi durante lelaborazione È suddivisa in piccole celle di dimensione uniforme, ciascuna capace di contenere un numero binario Dimensioni: centinaia di milioni di celle Velocità: tempo di accesso alla singola cella: decine di nanosecondi Si cancella allo spegnimento del computer

7 7 © Politecnico di Torino, 2001 Dischi Costituiscono il deposito a lungo termine del calcolatore Possono essere fissi (contenuti allinterno del calcolatore, hard disk) o rimovibili (dischetti, floppy disk) Non si cancellano allo spegnimento I floppy disk sono lenti (100 ms) e piccoli (1.44 MB) I dischi fissi sono un po più veloci (10 ms) e molto più capienti (30 GB e oltre)

8 8 © Politecnico di Torino, 2001 Programmi Sono gli spartiti del calcolatore Da un punto di vista logico, sono formati da sequenze di istruzioni Fisicamente sono costituiti da sequenze di numeri binari Sono memorizzati allinterno dei dischi Per poter essere eseguiti devono venir trasferiti nella memoria RAM

9 9 © Politecnico di Torino, 2001 CPU Central Processing Unit È il corrispettivo del pianista Guidata dagli spartiti (programmi) produce la musica (dati) È tanto migliore quante più istruzioni riesce ad elaborare al secondo

10 10 © Politecnico di Torino, 2001 Dati Costituiscono loggetto dellelaborazione Possono essere raccolti dalla periferiche di ingresso (mouse, tastiera, scanner, microfono, telecamera, …) Possono essere trasferiti alle periferiche di uscita (video, casse, stampante, …) A seconda dei casi possono rappresentare numeri, testi, immagini, filmati, suoni, … Fisicamente, sono costituiti da sequenze di numeri binari

11 11 © Politecnico di Torino, 2001 Sistema operativo Sistema operativo dati CPU dati

12 12 © Politecnico di Torino, 2001 Sistema operativo È il programma (o linsieme di programmi) che media e coordina lutilizzo del calcolatore da parte degli utenti da parte dei singoli programmi applicativi Ha il compito di: Regolare lutilizzo del computer da parte dei suoi utenti Organizzare dati e programmi sul disco Gestire accensione e spegnimento Trasferire i programmi in memoria ed iniziarne lesecuzione Regolare laccesso alle periferiche

13 13 © Politecnico di Torino, 2001 Interfaccia del sistema operativo Permette allutente di interagire con il calcolatore consentendogli di impartire singoli comandi Due modalità: Grafica, basata sul concetti di finestra e di puntatore (mouse) Testuale, basata sullo scambio di messaggi costituiti da righe di testo

14 14 © Politecnico di Torino, 2001 Interfaccia grafica (1) Il sistema operativo visualizza un ambiente virtuale costituito da finestre, menu, bottoni, icone, … Lutente impartisce comandi interagendo con lambiente virtuale tramite il puntatore e la tastiera Il risultato dellesecuzione del comando si riflette sullambiente virtuale, modificandolo

15 15 © Politecnico di Torino, 2001 Interfaccia grafica (2) Difetti Pregi Immediatezza comunicativa Intuitività Supporto multimediale Difficoltà nellautomatizzazione dei compiti ripetitivi Richiede molte risorse elaborative Può limitare la produttività individuale

16 16 © Politecnico di Torino, 2001 Interfaccia testuale (1) La comunicazione tra utente e s.o. segue la metafora richiesta/risposta: Lutente impartisce comandi al s.o. tramite la tastiera Il sistema risponde visualizzando eventuali messaggi testuali, poi si pone in attesa di ulteriori comandi py c:\*.txt mmand done > _

17 17 © Politecnico di Torino, 2001 Interfaccia testuale (2) Difetti Richiede poche risorse elaborative Facilita lautomazione di compiti ripetitivi Pregi Richiede la conoscenza di linguaggi specifici la cui sintassi/semantica può essere complessa Scarsa intuitività Comunicazione limitata dello stato del sistema

18 18 © Politecnico di Torino, 2001 Sistemi operativi Allinterno di tali finestre viene emulato il vecchio sistema operativo Microsoft Di fatto, nei sistemi operativi attuali convivono le due modalità di interfaccia Nel caso dei sistemi operativi Microsoft (Windows 95, 98, ME, NT, 2000, …), accanto alla modalità grafica, è disponibile linterfaccia testuale attraverso le finestre MS-DOS

19 19 © Politecnico di Torino, 2001 MS-DOS MicroSoft Disk Operating System Nato come sistema operativo per i PC IBM Progettato per computer molto meno potenti di quelli attuali Monoutente Si ipotizza che ununica persona lo utilizzi Non viene verificata lidentità dellutente Chiunque utilizzi una macchina equipaggiata con MS- DOS può eseguire qualsiasi operazione Monotask Può essere eseguito un solo programma per volta

20 20 © Politecnico di Torino, 2001 Organizzazione dei dischi Un disco può contenere da 1000000 a più di 10000000000 di caratteri Per poter trovare le informazioni che servono allinterno dei dischi occorre organizzarle in modo logico Le informazioni sono raggruppate allinterno di file

21 21 © Politecnico di Torino, 2001 File Dati e programmi sono memorizzati allinterno dei dischi in file (detti anche documenti) Ogni file: è contenuto in un disco contiene un insieme di informazioni può essere più o meno lungo ha un nome ed, eventualmente, unestensione ha un insieme di informazioni collaterali (data e ora in cui è stato modificato lultima volta,…)

22 22 © Politecnico di Torino, 2001 Formato dei file Da un punto di vista logico, i file possono contenere molti tipi di informazioni: Testi, immagini, suoni, programmi, filmati, … Da un punto di vista fisico, un file è costituito da una sequenza di bit Per poter essere utilizzato un file ha bisogno di un programma che lo capisca ed interpreti opportunamente i bit 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0

23 23 © Politecnico di Torino, 2001 Nomi ed estensioni Il nome: aiuta lutente a ricordare il contenuto in DOS, è formato da 1 ad 8 caratteri: lettere (A-Z), cifre (0-9), alcuni caratteri speciali ( ! $ % & @ # _ - ^ ( ) ) Maiuscole e minuscole sono considerate uguali Lestensione aiuta ad associare al file il relativo programma che lo capisce e lo sa trattare in DOS, è formata da 0 a 3 caratteri (stesse regole del nome) Nome ed estensione vengono separati da.

24 24 © Politecnico di Torino, 2001 Alcune estensioni.txt: file di testo.exe programma eseguibile.jpgimmagine compressa.cprogramma in linguaggio C.basprogramma in linguaggio basic.docdocumento di testo con impaginazione.batfile di testo contenente una sequenza di comandi MS-DOS

25 25 © Politecnico di Torino, 2001 File e cartelle (2) I file sono raggruppati allinterno di cartelle o directory Ogni cartella: Può contenere più file (con nomi e/o estensioni diversi) Ha un proprio nome ed, eventualmente, unestensione 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0

26 26 © Politecnico di Torino, 2001 Cartelle e sottocartelle Una cartella può contenere altre sottocartelle (subdirectory, subfolder) 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 Si forma una struttura ad albero rovesciato

27 27 © Politecnico di Torino, 2001 I dischi Ad un calcolatore possono essere collegati più dischi Nel caso del DOS, ogni disco ha un nome, costituito da una lettera seguita da : Esempio A:floppy disk C:hard disk D:CD-ROM Ogni disco contiene almeno una cartella, detta cartella radice ed identificata dal carattere \

28 28 © Politecnico di Torino, 2001 Struttura ad albero (1) A:\ ESEMPIDISEGNI TESTI LETTERE ESAMI ANALISI FISICA Cartella radice sotto-cartelle (1° livello) sotto-cartelle (2° livello)

29 29 © Politecnico di Torino, 2001 Struttura ad albero (2) C:\ VARIE ESAMI ANALISI FISICA tesina.doc testi.doc elenco.doc voti.xls CASASPESE ENTRATE giugno.xls luglio.xls agosto.xls tesina.doc testi.doc ricorda.txt telefono.xls amici.txt file

30 30 © Politecnico di Torino, 2001 Percorsi Si identifica un file particolare in base alla posizione in cui è memorizzato La posizione può essere specificata in modo assoluto in modo relativo rispetto ad una data cartella Mario Rossi Via Verdi, 3 Torino

31 31 © Politecnico di Torino, 2001 Percorsi assoluti Mario Rossi Via Verdi, 3 Torino nome via città C:\varie\amici.txt nome (sotto-)cartella disco

32 32 © Politecnico di Torino, 2001 Esempi C:\ESAMI\elenco.doc disco radice C:\ VARIE ESAMI ANALISI FISICA tesina.doc testi.doc elenco.doc voti.xls CASASPESE ENTRATE giugno.xls luglio.xls agosto.xls tesina.doc testi.doc ricorda.txt telefono.xls amici.txt C:\CASA\SPESE\luglio.xls C:\ESAMI\FISICA\tesina.doc C:\VARIE\amici.txt C:\ESAMI\ANALISI\tesina.doc

33 33 © Politecnico di Torino, 2001 Percorsi relativi Data una cartella di riferimento, è possibile specificare la posizione di un file in modo relativo Si specifica il percorso in termini di sequenza di sottocartelle che devono essere attraversate per giungere al file Si possono utilizzare alcuni nomi predefiniti. indica la cartella di attualmente individuata.. indica la cartella genitrice (ovvero quella che contiene la cartella attualmente individuata)

34 34 © Politecnico di Torino, 2001 Esempi elenco.doc (ma anche.\elenco.doc) ESAMI C:\ VARIE ANALISI FISICA tesina.doc testi.doc elenco.doc voti.xls CASASPESE ENTRATE giugno.xls luglio.xls agosto.xls tesina.doc testi.doc ricorda.txt telefono.xls amici.txt cartella di riferimento..\CASA\SPESE\luglio.xls FISICA\tesina.doc..\VARIE\amici.txt ANALISI\tesina.doc

35 35 © Politecnico di Torino, 2001 Caratteri Jolly (1) A volte è utile indicare un gruppo di file, piuttosto che un file singolo Il DOS permette di indicare in modo parziale il nome/estensione di un file utilizzando i caratteri jolly (? e *) Quando si utilizzano questi caratteri, il DOS confronta il nome parziale indicato con i nomi di tutti i file presenti nella directory e seleziona quelli che soddisfano i criteri indicati

36 36 © Politecnico di Torino, 2001 Caratteri Jolly (2) Il confronto avviene carattere per carattere, da sinistra verso destra, separatamente per nome e per estensione Il carattere jolly ? può corrispondere a qualsiasi carattere presente nel nome del file, nella medesima posizione Il carattere jolly * può corrispondere a qualsiasi sequenza di caratteri, anche di lunghezza nulla, a partire dalla sua posizione

37 37 © Politecnico di Torino, 2001 Esempi Prova?.txt identifica i file prova1.txt, prova2.txt, prova3.txt ma non il file prova.txt prova*.txt identifica i file prova.txt, prova1.txt, prova2.txt, prova3.txt tesina.* identifica i file tesina.doc, tesina.xls *.* identifica tutti i file della cartella

38 38 © Politecnico di Torino, 2001 Il DOS – diagramma di flusso Bootstrap Stampa prompt Leggi comando Esegui comando Inizio

39 39 © Politecnico di Torino, 2001 I comandi: vista funzionale Agisce sui dischi output Messaggi generati Comando Opzioni Parametri input

40 40 © Politecnico di Torino, 2001 Parametri Indicano il cosa, il dove, …, dellazione richiesta Per lo più sono costituiti da nomi di file e di cartelle (con i relativi percorsi) Esempio: DIR a:\analisi Il volume nell'unità A è BACKUP 001 Directory di A:\analisi. 06/07/93 14.42.. 06/07/93 14.42 ESERCIZ1 TXT 88.226 29/06/93 11.11 RELAZION DOC 92.807 29/06/93 11.11 2 file 181.033 byte 2 dir 758.784 byte disponibili Il volume nell'unità A è BACKUP 001 Directory di A:\analisi. 06/07/93 14.42.. 06/07/93 14.42 ESERCIZ1 TXT 88.226 29/06/93 11.11 RELAZION DOC 92.807 29/06/93 11.11 2 file 181.033 byte 2 dir 758.784 byte disponibili

41 41 © Politecnico di Torino, 2001 Opzioni Permettono di specificare eventuali modalità particolari di esecuzione del comando Di solito consistono in nomi brevi, preceduti dal carattere / Esempio: DIR a:\analisi /w Il volume nell'unità A è BACKUP 001 Directory di A:\analisi [.] [..] ESERCIZ1.TXT RELAZION.DOC 2 file 181.033 byte 2 dir 758.784 byte disponibili Il volume nell'unità A è BACKUP 001 Directory di A:\analisi [.] [..] ESERCIZ1.TXT RELAZION.DOC 2 file 181.033 byte 2 dir 758.784 byte disponibili

42 42 © Politecnico di Torino, 2001 I comandi: sintassi Vengono espressi sotto forma di singole righe di testo Sintassi: NOME_COMANDO [parametri] [opzioni] Nome_comando indica lazione che deve essere eseguita e determinail numero ed il tipo di parametri ed opzioni disponibili Il nome del comando, i singoli parametri e le opzioni sono separati da spazi ( )

43 43 © Politecnico di Torino, 2001 Parametri di default In alcuni casi, è possibile invocare comandi senza indicare esplicitamente dei parametri: Quando ciò succede, il sistema utilizza, al posto dei parametri mancanti, alcuni parametri interni che riflettono lo stato del sistema (valori di default) Alcuni comandi richiedono lindicazione esplicita di uno o più parametri

44 44 © Politecnico di Torino, 2001 Disco corrente (1) Quando si nomina un file è necessario indicarne Disco, directory e sottodirectory, nome ed estensione Il sistema operativo mantiene al proprio interno una variabile che indica su quale drive si sta operando (disco corrente) Se, nellindicare un file, si omette il nome del disco, il sistema provvede a completare il cammino anteponendo il nome del disco corrente

45 45 © Politecnico di Torino, 2001 Disco corrente (2) Il volume nell'unità A è BACKUP 001 Directory di A:\analisi. 06/07/93 14.42.. 06/07/93 14.42 ESERCIZ1 TXT 88.226 29/06/93 11.11 RELAZION DOC 92.807 29/06/93 11.11 2 file 181.033 byte 2 dir 758.784 byte disponibili Il volume nell'unità A è BACKUP 001 Directory di A:\analisi. 06/07/93 14.42.. 06/07/93 14.42 ESERCIZ1 TXT 88.226 29/06/93 11.11 RELAZION DOC 92.807 29/06/93 11.11 2 file 181.033 byte 2 dir 758.784 byte disponibili DIR \analisi Disco corrente

46 46 © Politecnico di Torino, 2001 Disco corrente (3) È possibile cambiare il disco corrente con il comando X:, dove X deve essere sostituito dalla lettera che identifica il disco su cui si intende operare Il prompt di sistema (se non viene modificato da altri comandi) indica quale sia il disco corrente C> a: A> f: Unità specificata non valida A> C> a: A> f: Unità specificata non valida A>

47 47 © Politecnico di Torino, 2001 Cartella corrente (1) Per ogni disco collegato al calcolatore, il sistema identifica una cartella che considera come cartella di lavoro (o cartella corrente) Se, nellindicare un file, si utilizza un percorso relativo, il sistema utilizza come cartella di riferimento la cartella corrente del disco indicato Se si omette il nome del disco e si usa un percorso relativo, il sistema usa come cartella di riferimento la cartella corrente del disco corrente

48 48 © Politecnico di Torino, 2001 Cartella corrente (2) Il comando COPY relazion.doc c:..\..\esami\ copia il file a:\analisi\relazion.doc nella cartella c:\esami\ Disco corrente: A: Cartella corrente disco A:\analisi\ Cartella corrente disco C:\varie\amici\ Cartella corrente disco D: \ Disco corrente: A: Cartella corrente disco A:\analisi\ Cartella corrente disco C:\varie\amici\ Cartella corrente disco D: \ Stato del sistema

49 49 © Politecnico di Torino, 2001 Cartella corrente (3) Alla partenza, la cartella corrente di tutti i dischi è la cartella radice Il comando CD, se utilizzato senza parametri, stampa la cartella corrente del disco corrente Il comando CD x: stampa la cartella corrente del disco x: Il comando CD modifica la cartella corrente del disco corrente Il comando CD x: modifica la cartella corrente del disco x:

50 50 © Politecnico di Torino, 2001 Le categorie di comandi Comandi interni Caricati, allatto del bootstrap, nella memoria centrale per renderne immediata lesecuzione DIR, COPY, DEL, REN, MD, CD, RD, TYPE, PROMPT Comandi esterni Si trovano sul disco e vengono caricati in RAM solo allatto della loro invocazione Sviluppati dal produttore del sistema operativo Programmi applicativi Come i comandi esterni, si trovano sul disco e vengono caricati quando necessario Sviluppati da terze parti

51 51 © Politecnico di Torino, 2001 I comandi principali DIR – elenca i file presenti in una data cartella COPY – copia un file da una cartella ad unaltra DEL – cancella un file REN – cambia il nome ad un file MD – crea una cartella CD – cambia la cartella corrente RD – elimina una cartella PROMPT – cambia il prompt di sistema FORMAT – inizializza un disco DISKCOPY – copia un disco EDIT – crea/modifica un file di testo TYPE – visualizza un file di testo PRINT – invia un file di testo alla stampante

52 52 © Politecnico di Torino, 2001 Path (1) I comandi esterni ed i programmi applicativi si trovano sul disco Per poterli eseguire il sistema deve conoscerne lubicazione Quando si digita un comando, se non si tratta di un comando interno, il sistema operativo cerca sul disco il relativo codice Per default, il programma viene cercato nella cartella corrente del disco corrente

53 53 © Politecnico di Torino, 2001 Path (2) Per poter accedere ai comandi esterni quando la cartella corrente non è quella in cui sono memorizzati, è possibile indicare al DOS quali sono le cartelle ulteriori in cui cercare i comandi da eseguire Il comando PATH indica che la ricerca deve essere estesa anche alla cartella indicata (il cui percorso deve essere espresso in modo assoluto)

54 54 © Politecnico di Torino, 2001 Path (3) È possibile indicare più cartelle in cui effettuare la ricerca, separandole con il carattere ; Esempio: il comando PATH c:\dos;c:\programs indica che la ricerca dovrà essere effettuata dapprima nella cartella corrente del disco corrente, poi nella cartella c:\dos ed infine nella cartrella c:\programs

55 55 © Politecnico di Torino, 2001 Prompt (1) Per invitare lutente ad introdurre una riga di comando, il sistema stampa un messaggio di invito (prompt) Per default, essa consiste della lettera che identifica il disco corrente seguita dal simbolo > Il comando PROMPT permette di modificare tale messaggio

56 56 © Politecnico di Torino, 2001 Prompt (2) PROMPT indica al sistema di utilizzare come prompt può contenere alcune variabili che, nel testo stampato, vengono sostituite dal relativo valore. Queste comprendono $n: il disco corrente $p: il percorso corrente (disco e cartella) $d: la data corrente $t: lora corrente $g: il carattere > $l: il carattere < $b: il carattere |

57 57 © Politecnico di Torino, 2001 Prompt (3) C> prompt $p$g C:\> cd esami C:\esami> prompt $d$b Mer 04/10/2000| prompt $n$g C> cd.. C> prompt $p$l C:\<

58 58 © Politecnico di Torino, 2001 Input e output dei programmi Se, durante lesecuzione di un comando, vengono generati messaggi in uscita, per default, questi vengono stampati sullo schermo Alcuni comandi operano alcune trasformazioni sui dati mandati loro in ingresso: per default, lingresso coincide con i tasti premuti sulla tastiera durante lesecuzione dl comando È possibile modificare queste impostazioni di base mediante la redirezione dei flussi di ingresso e uscita

59 59 © Politecnico di Torino, 2001 Redirezione dei flussi di I/O Per inviare i messaggi stampati da un comando ad un dato file, si scrive: COMANDO [parametri][opzioni] > nome_file Per aggiungere i messaggi stampati da un comando in coda ad un dato file, si scrive: COMANDO [parametri][opzioni] >> nome_file Per indicare ad un comando di ricevere i propri dati da un file, invece che dalla tastiera, si scrive: COMANDO [parametri][opzioni] < nome_file

60 60 © Politecnico di Torino, 2001 Catene di comandi È possibile concatenare due o più comandi, indicando che quanto stampato dal primo venga posto in ingresso al secondo, e così via… Si scrive: CMD1 [par][opz] | CMD2 [par][opz]

61 61 © Politecnico di Torino, 2001 I filtri Sono comandi che operano trasformazioni sul flusso di ingresso e inviano il risultato sul flusso di uscita Esempi MORE: suddivide il flusso di ingresso in pagine, formate da un numero opportuno di righe; invia le pagine in uscita attendendo, tra una pagina e laltra, la pressione di un carattere sulla tastiera SORT: ordina le righe in ingresso e le invia in uscita FIND: identifica, tra le righe in ingresso, tutte quelle che soddisfano una data condizione