Corso di Sistemi Operativi per Informatica

AA. 2009-10

Risultati appello 15 Dic 10:

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Testo consigliato: Silbershatz Sistemi Operativi (concetti ed esempi). Ottava Edizione. Pearson.

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Dispense online di Eugenio Omodeo (Sincronizzazione)


TEORIA

Lezione 1, 100302:


Introduzione ai sistemi operativi. Richiami di architetture e compiti del sistema operativo. Modo utente e supervisore. Interruzioni.

Lezione 2, 100303:


Evoluzione sistemi operativi: sistemi batch, sistemi multiprogrammati, time-sharing, paralleli, reti di calcolatori.

Lezione 3, 100309:


Sistemi real-time, embedded. Gestione processi, memoria centrale, files. Gestione i/o, protezione, interprete comandi. Storia Unix.

Lezione 4, 100316:


Sistemi monolitici, a livelli, modulari. Macchine virtuali. Gestione processi, process control block. Stato dei processi.

Lezione 5, 100317:


Creazione processi, fork e struttura ad albero. Terminazione. Thread. Modelli multithread (molti a uno, uno a uno, molti a molti). Burst di cpu e curva di frequenza. Dispatcher. Criteri di scheduling (indici: utilizzo cpu, throughput, turnaround, waiting, response time).

Lezione 6, 100323:


Algoritmi di scheduling: FIFO, SJF (esempi, media esponenziale, prova sketch ottimalita'). Scheduling a priorita', starvation e aging. Round robin.

Lezione 7, 100324:


Coda a piu' livelli, con retroazione e scheduling real time. Es scheduling linux O(1). Comunicazione tra processi, memoria condivisa. Esempio produttore consumatore. Meccanismi IPC (introduzione).

Lezione 8, 100330:


Comunicazione: messaggi e mailbox. Modello diretto, indiretto. Sincronizzazione: produttore e consumatore con race condition. Definizione di sezione critica: mutua esclusione, progresso, attesa limitata. Realizzazione sezione critica: disabilitazione interruzioni. Alternanza stretta. Variabili di lock.

Lezione 9, 100331:


Algoritmo di Peterson per 2 processi. Algoritmo del panettiere (Baker). Test and set lock (esempio assembly).

Lezione 10, 100413:


Esempio di sleep e wakeup.Problema della sveglia. Semafori, definizione ed utilizzo per implementare mutex e produttore-consumatore. Monitor, produttore e consumatore con monitor. Problema dei 5 filosofi. Soluzione con semafori e deadlock. Soluzione senza deadlock ma con starvation.

Lezione 11, 100414:


5 filosofi: soluzione senza stallo ne' starvation. Barbiere sonnolento. Problema lettori e scrittori con precedenza a lettori. Il Deadlock: 4 condizioni necessarie (mutua esclusione, hold+wait, no preemption, attesa circolare). Il Deadlock: grafo allocazione risorse Holt.

Lezione 12, 100420:


Gestione deadlock: prevenzione, rilevazione. Stato sicuro. Algoritmo del banchiere. Analisi cicli in grafo di attesa. Risoluzione deadlock: interruzione, checkpoint, preemption. Gestione Memoria: indirizzi. Collegamento indirizzi e compilatori.

Lezione 13, 100421:


Spazio di indirizzamento, caricamento e collegamento dinamico. Swap. Schemi di gestione della memoria: Partizione singola (base e limite), partizione multipla (fissa e dinamica). Gestione memoria: gestione buchi, ricerca first best and worst fit. Frammentazione interna e esterna. Compattazione.

Lezione 14, 100427:


Paginazione. Conversione indirizzo logico in fisico. Conversione indirizzo logico in fisico. Implementazione tabella pagine: registri dedicati, puntatori in memoria centrale, memorie associative. Costo medio accesso a memoria con tlb. Protezione e condivisione. Paginazione a 2 livelli. Segmentazione. Implementazione con registri base+limite. Protezione e condivisione.

Lezione 15, 100428:


Segmentazione paginata, esempio x86. Memoria virtuale, paginazione su richiesta. Page fault, swap in e swap out. Problema del riavvio dell'istruzione. Copia durante la scrittura. Multiprogrammazione e sovraallocazione: algoritmi di sostituzione pagine e allocazione frames. Dirty bit. Stringa di riferimento. Algoritmo di sostituzione fifo. Anomalia di Belady.

Lezione 16, 100504:


Sostituzione ottimale e lru (contatori, stack, 1 o piu' bit di riferimento). Sostituzione con algoritmo seconda possibilita' (o chance, orologio). Sostituzione LFU e MFU. Allocazione frames: omogenea, proporzionale. Thrashing. Principio localita'. Evitare thrashing con working set o frequenza page fault.

Lezione 17, 100505:


Esempio di gestore memoria virtuale in WIN XP. Gestione periferiche di I/O. Controller, porte, I/O mappato in memoria. Handshaking. Interrupt vs polling. DMA. Interfacce I/O e syscall. Servizi kernel: scheduling, buffering, caching, spooling, errori.

Lezione 18, 100511:


Struttura delle memorie di massa. Tempo di accesso e banda. Schedulazione disco (testina): fcfs, sstf, scan, c-scan, look, c-look. Configurazione disco, blocco di avvio, blocchi difettosi, swap. Raid, tempo medio al guasto. Ridondanza e data striping.

Lezione 19, 100512:


Livelli 0,1,5,0+1,1+0. File System: caratterizzazione. Struttura directory: singolo livello, 2 livelli, ad albero, a grafo aciclico, grafo generale. Montaggio file system. File system remoti. Semantica coerenza per file condivisi. Protezione: acl e stile unix.

Lezione 20, 100525:


Implementazione file system: livelli. Organizzazione su disco e in memoria. La creazione e apertura di un file. Virtual file system. Realizzazione directory. Metodi di allocazione. Contigua, collegata (linked): cluster e FAT.

Lezione 21, 100526:


Allocazione indicizzata, multilivello e schema combinato (unix file system). Gestione spazio libero: bitmap, lista collegata, raggruppamento, RLE. Esercizi di ripasso.

Per vedere lo schermo: http://hpc100.sci.unipr.it:5800/

LABORATORIO

Lezione 1, 100304


Introduzione: presentazione.txt

Come generare (in parte) la documentazione: latex.txt

Lucidi: Shell lezione 1

Lezione 2, 100311

Lucidi: Shell lezione 2

Lezione 3, 100318

Lucidi: Shell lezione 3

Lezione 4, 100325

Lucidi: Shell lezione 4

Lezione 5, 100408

Lucidi: System programming lezione 5

Esempio di fork e wait: esempiofork.c

File di configurazione per doxygen: Doxyfile

Esempio shell di R.Alfieri: mysh-0.1

Lezione 6, 100415

Lucidi: Pipe e IPC lezione 6

Esempio di pipe: pipe.c

Esempio di memoria condivisa: shmem.c

Esempio di semaforo: sem.c

Lezione 7, 100422

Lucidi: Threads Lezione 7

Esempio di creazione pthreads: exCreazioneThread.c

Esempio di mutex e threads: mutex.c

Esempio di semaforo e threads: semthread.c

Lezione 8, 100429

Esercitazione assistita

Lezione 9, 100506

Esercitazione assistita

Lezione 10, 100513

Esercitazione assistita

Requisiti per poter sostenere l'esame di Laboratorio.



Progetti bash programming e C system programming.