OBIETTIVI FORMATIVI

Struttura dei sistemi operativi, le funzioni dei moduli in cui sono organizzati, gli algoritmi e le strutture software che utilizzano.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento fornisce agli studenti le nozioni fondamentali relative alla struttura dei sistemi operativi. L’insegnamento fornisce altresì allo studente gli strumenti tecnici e metodologici per comprendere, analizzare criticamente e descrivere caratteristiche, funzioni e interazioni delle principali componenti dei sistemi operativi moderni. Al termine dell’insegnamento gli studenti sapranno inoltre utilizzare l’interfaccia a linea di comando del sistema operativo Linux e scrivere semplici programmi (script) per l’automazione delle attività di gestione del sistema operativo.

PREREQUISITI

Programmazione e familiarità con il linguaggio C; Architettura e funzionamento dei calcolatori

MODALITA' DIDATTICHE

L’attività didattica sarà realizzata con lezioni frontali accompagnate dallo svolgimento di problemi e di esercitazioni pratiche al calcolatore.

Agli studenti lavoratori verrà dato accesso alla slides utilizzate durante le lezioni, esercizi d’esame proposti in passato e registrazioni delle lezioni.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Introduzione alla struttura dei sistemi operativi. Concetti base, struttura monolitica e a microkernel. 

2. La gestione dei processi e dei thread. Creazione e gestione processi. I thread e loro implementazione. 

3. La comunicazione fra processi (signal, pipe, socket, shared memory, ...). Mutua esclusione e sincronizzazione. L’algoritmo di Dekker, l’algoritmo di Peterson. Supporto hardware alla mutua esclusione. Il problema del Produttore e del Consumatore. I semafori. I monitor. Message Passing. Il problema dei Lettori e dei Consumatori.

4. Deadlock e Starvation. Approcci alla gestione dei deadlock: Detection, Prevention e Avoidance. I grafi di allocazione delle risorse. Il problema dei Dining Philosophers.

5. La gestione della memoria. Memoria fisica e memoria virtuale. Gestione paginata e sue problematiche di implementazione. Gestione segmentata.

6. Scheduling uniprocessore. Scheduling a lungo, medio e breve termine. Algoritmi di scheduling: FCFC, Round Robin, SPN, SRT, HRRN, Feedback.

7. La gestione dell’input-output. Interazione CPU-dispositivi-memoria. Architettura DMA. Schedulazione dei dischi. 

8. Il file system. Struttura e attributi di file e directory. Metodi di implementazione e ottimizzazione dei file system. 

9. Controllo degli Accessi.  Modelli, politiche e meccanismi per il controllo degli accessi. Controllo degli Accessi in Linux (ACL in Unix)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Slides utilizzate a lezione verranno messe a disposizione degli studenti

• Operating Systems: Internals and Design Principles. 8th edition di W. Stallings, Pearson