il sistema operativo
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Il Sistema Operativo. In questa presentazione parleremo del sistema operativo, della sua evoluzione e delle sue tipologie. Per queste ultime ci limitiamo solo ad elencarle ad eccezione dell’elaborazione a lotti (batch) in quanto è stato scelto per approfondimento. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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In questa presentazione parleremo del sistema operativo, della sua evoluzione e delle sue tipologie. Per queste ultime ci limitiamo solo ad elencarle ad eccezione dell’elaborazione a lotti (batch) in quanto è stato scelto per approfondimento.
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Definizione di sistema operativo• Un S.O. può essere definito, in modo
generale, come un insieme di procedure manuali e automatiche che consentono all’utente di un sistema di elaborazione di usarlo efficientemente.
Ciò vuol dire che un S.O. deve:• Permettere all’utilizzatore (utente, operatore o
programmatore) di usare in modo semplice e immediato tutte le risorse che il sistema di elaborazione mette a disposizione
• Ottimizzare l’uso delle risorse a disposizione, attuando opportune politiche di gestione razionale delle stesse;
• Fornire un’immagine astratta di tutte le risorse disponibili, indipendentemente da come queste funzionino (risorse hardware) e dai dettagli implementativi necessari al loro uso
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Classificazione dei S.O.• L’evoluzione delle architetture dei calcolatori segna anche l’evoluzione dei
sistemi operativi.
• In ordine cronologico 1. Dedicati 2. A lotti (batch) 3. Multiprogrammazione 4. Interattivi (Time-Sharing) 5. Pc e Wolkstation (sistemi da scrivania) 6. Sistemi paralleli e distribuiti 7. Real–Time 8. Sistemi palmari
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Prima Generazione (1945-1955)• I calcolatori erano basati su valvole• Praticamente non vi era S.O.• I Sistemi dedicati che ne facevano parte erano quasi
esclusivamente per il calcolo numerico/scientifico
Il primo calcolatore basato su valvole
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Seconda Generazione (1955-1965)• S.O. Batch (gestione a lotti)• È determinata dall’introduzione di importanti innovazioni tecnologiche: Transistor• I calcolatori potevano essere prodotti e venduti ai clienti• Nascono figure professionali distinte nel processo di produzione di un programma
(job)• Costi di milioni di dollari (solo Università e grandi industrie)
Inventori del Transistor
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Job (programma o insieme di programmi)
• Un programmatore scrive il programma su carta (Fortran, Assembler), e perfora le schede;
• le riceve un operatore che le inserisce in una coda dei programmi, le immette nel calcolatore e, se necessario, carica l’opportuno compilatore;
• L’operatore consegna poi al programmatore l’output finale
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Job (programma o insieme di programmi)
• Problema: enorme spreco di tempo (set – up time)
• Caricamento nastro compilatore, esecuzione compilatore, scaricamento compilatore, caricamento assembler, esecuzione assembler, scaricamento assembler, caricamento oggetto, esecuzione programma …
• Soluzione: Sistemi a lotti (batch)
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Sistemi batch• Nati per sfruttare meglio la velocità crescente delle macchine: eliminando i
tempi morti tra programmi successivi di utenti diversi automatizzando le operazioni manuali
• Un insieme di lavori (jobs) viene accorpato in un lotto (batch) tramite un calcolatore ausiliario e trasferito su una unità di ingresso veloce (nastro)
• Ogni lavoro viene caricato da un operatore ed eseguito in sequenza senza interruzione fino al termine
• L’output viene scritto su un secondo nastro invece di essere stampato (stampa off line)
• La CPU viene ancora sottoutilizzata perché, durante le operazioni di I/O deve adeguarsi alla bassa velocità delle periferiche
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Sistemi batch
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Sistemi batch• Si noti che servono due sistemi distinti.• IBM 1401 per la gestione dei lotti• IBM 7094 per l’esecuzione dei programmi
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Terza generazione (1965-1980)• Nascono i circuiti integrati• I sistemi operativi che ne fanno parte sono la
multiprogrammazione (multitasking) e il S.O. Time Sharing
Ingrandimento della superficie di un circuito integrato
Alcuni circuiti integrati. Nel 1958, l'ingegnere americano J.C. Kilby della Texas riuscì a combinare diversi componenti elettronici (transistor, diodi, resistenze, ecc.) su una piastrina di silicio di dimensioni più piccole di un francobollo.
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Quarta generazione: Pc e workstation (sistemi da scrivania)
• Sono basati sulla tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration)• Due sistemi operativi hanno dominato la scena dei Personal Computer e delle
Workstation: MS-DOS (Microsoft) con il derivato Windows UNIX (Bell Labs)
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Sistemi paralleli e distribuiti• La crescita di reti di PC e di WS ha permesso lo
sviluppo di • Sistemi con più CPU: i processori non condividono o
condividono clock e/o memoria (loosely o tight coupled) - Con multielaborazione simmetrica o asimmetrica
• Sistemi distribuiti e di rete - Modalità Client server - Sistema operativo di rete - Batterie di sistemi
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Sistemi operativi Real Time
• Sistemi operativi al servizio di una specifica applicazione che ha dei vincoli precisi nei tempi di risposta
• Il S.O. deve garantire un tempo massimo entro il quale mandare in esecuzione un programma a seguito di un evento
• Gestione di strumentazione • Controllo di processo • Gestione di allarme • Sistemi transazionali (banche, prenotazioni)
• In generale si ha un sistema real-time quando il tempo di risposta dalla richiesta di esecuzione di un processo al completamento della stessa è sempre minore del tempo prefissato
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Sistemi Operativi Palmari• Sistemi operativi a bordo dei palmari o PDA (personal digital assistant)
• Memoria RAM da pochi megabyte • Schermi ridotti • Frequenza di CPU bassa • Comunicazione con reti (con o senza fili)
• Es. Palm OS processori a 32 bit, 480X320 pixel, supporto multitasking limitato, bluetooth
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Servizi Offerti dal S.O. Il S.O. serve per agevolare la programmazione semplificando lo
svolgimento di attività quali:• Operazioni di I/O• Esecuzione programmi• Manipolazione archivi• Rilevazione degli errori
Esso serve inoltre per migliorare l’efficienza d’uso del calcolatore intervenendo nella:
• Allocazione di risorse
• Contabilità
• Protezione
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Strumenti a disposizione del S.O.Un sistema operativo utilizza vari strumenti i principali dei quali sono:
• Programmi di sistema
• Chiamate al Sistema Operativi o Supervision Call (SVC) o System
Call
• Interruzioni
• Istruzioni privilegiate (si tratta di istruzioni utilizzabili solo da particolari utenti e destinate al S.O.)
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Componenti essenziali di un sistema operativo
Le componenti essenziali di un sistema operativo sono costituite da:
• Gestore delle interruzioni
• Programma di gestione dei dispositivi (driver)
• Interprete dei comandi
• Routine per le chiamate al sistema
• Gestore della memoria primaria
• Gestore dei processi
• Gestore dell’I/O
• Gestore dei file (file system)
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Questa presentazione è stata rappresentata da due alunni frequentanti la classe IV A dell’istituto Industriale statale “E.Mattei” (I.I.S. E. Mattei) Eboli (SA). Gli alunni:
Olivieri Luciano & Scotese Francesco