Corso di Sistemi Operativi per Informatica

AA. 2011-12


Gli orali si svolgeranno martedi' 25 (10-12)
Potete contattarmi per mail, in caso di problemi.

Risultati:

214717 INS
193222 INS
222388 17
222103 17
221533 21
Maselli 25
221401 27
155431 27
211315 30


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

Altri links:

Dispense online di Eugenio Omodeo (Sincronizzazione)


TEORIA

Lezione 1, 111004:


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

Lezione 2, 111005:


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

Lezione 3, 111011:


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

Lezione 4, 111012:


Storia Unix. Sistemi monolitici, a livelli, modulari. Macchine virtuali. Avvio del sistema

Lezione 5, 111018:


Gestione processi, process control block. Stato dei processi. Creazione processi, fork e struttura ad albero. Terminazione.

Lezione 6, 111019:


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 7, 111026:


Algoritmi di scheduling: FIFO/FCFS (esempi), SJF (esempi, media esponenziale, prova sketch ottimalita').

Lezione 8, 111102:


Algoritmi di scheduling: a priorita', starvation e aging, Round robin, Coda a piu' livelli, con retroazione e scheduling real time. Es scheduling Linux O(1).

Lezione 9, 111108:


Comunicazione tra processi, memoria condivisa. Esempio produttore consumatore. Meccanismi IPC (introduzione). Comunicazione: messaggi e mailbox. Modello diretto, indiretto.

Lezione 10, 111109:


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. Algoritmo di Peterson per 2 processi.

Lezione 11, 111115:


Algoritmo del panettiere (Baker). Analisi del codice con proprieta' mutua esclusione, attesa limitata e progresso. Test and set lock (esempio assembly). Mutua esclusione con TSL.

Lezione 12, 111116:


Esempio di sleep e wakeup. Problema della sveglia. Semafori, definizione ed utilizzo per implementare mutex e produttore-consumatore. Esempio deadlock con 2 risorse.

Lezione 13, 111122:


Monitor, produttore e consumatore con monitor. Problema dei 5 filosofi. Soluzione con semafori e deadlock. Soluzione senza deadlock ma con starvation (filosofo timido), senza stallo ne' starvation (filosofo mancino e stato filosofo). Problema lettori e scrittori con precedenza a lettori.

Lezione 14, 111123:


Barbiere sonnolento. Il Deadlock: 4 condizioni necessarie (mutua esclusione, hold+wait, no preemption, attesa circolare). Il Deadlock: grafo allocazione risorse Holt. Gestione deadlock: prevenzione, rilevazione. Stato sicuro. Analisi dei cicli nel grafo di Holt con archi di prenotazione.

Lezione 15, 111129:


Algoritmo del banchiere ed eliminazione deadlock. Gestione Memoria: indirizzi, Collegamento indirizzi e compilatori. Spazio di indirizzamento, caricamento e rilocazione degli indirizzi.

Lezione 16, 111130:


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. Esempio con partizionamento variabile. Introduzione alla paginazione.

Lezione 17, 111206:


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.

Lezione 18, 111207:


Segmentazione. Implementazione con registri base+limite. Protezione e condivisione. Segmentazione paginata, esempio x86. Memoria virtuale, paginazione su richiesta. Page fault, swap in e swap out. Problema del riavvio dell'istruzione.

Lezione 19, 111220:


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. Esempio con algoritmo fifo. Sostituzione ottimale e lru (contatori e stack).

Lezione 20, 111221:


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. Esempio di gestore memoria virtuale in WIN XP.

Lezione 21, 120110:


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. Struttura delle memorie di massa. Tempo di accesso e banda.

Lezione 22, 120111:


Schedulazione disco (testina): fcfs, sstf, scan, c-scan, look, c-look. Configurazione disco, blocco di avvio, blocchi difettosi, swap. File System: caratterizzazione.

Lezione 23, 120117:


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. Implementazione file system: livelli. Organizzazione su disco e in memoria. La creazione e apertura di un file.

Lezione 24, 120118:


Virtual file system. Realizzazione directory. Metodi di allocazione. Contigua, collegata (linked): cluster e FAT. Allocazione indicizzata, multilivello e schema combinato (unix file system). Gestione spazio libero: bitmap, lista collegata, raggruppamento RLE.

Lezione 25, 120119:


Esercitazione

Per vedere lo schermo docente lanciare vncviewer e immettere hpc100.sci.unipr.it come server.

LABORATORIO

Lezione 1, 111027


Introduzione: presentazione.txt

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

Lucidi: Shell lezione 1

Lezione 2, 111103

Lucidi: Shell lezione 2

Lezione 3, 111110

Lucidi: Shell lezione 3

Lezione 4, 111117

Lucidi: Shell lezione 4

Lezione 5, 111124

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, 111130

Lucidi: Pipe e IPC lezione 6

Esempio di pipe: pipe.c

Esempio di memoria condivisa: shmem.c

Esempio di semaforo: sem.c

Lezione 7, 120112

Lucidi: Threads Lezione 7

Esempio di creazione pthreads: exCreazioneThread.c

Esempio di mutex e threads: mutex.c

Esempio di semaforo e threads: semthread.c

Requisiti per poter sostenere l'esame di Laboratorio.