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SCHEMI, Ottimizzare l'uso della memoria:, Adress Binding: passaggio…

- - - - con "chiamate di funzione", tramite interfaccia utente
    - - CUI
        
        Command User Interface
        
        command line (ilnux,unix,DOS[complesso])
      - GUI
        
        Graphical User Interface
        
        graphic interface (windows,MacOS[user friendly])
  - - - viene caricato in RAM (bootstrap),
        e memorizza in rom
    - - chiamato Initial Program Loader
    - - Power On Self Test
    - - BIOS= Basic Input-Output System
        
        firmware programma né software né software né hardware contenuto in ROM
  - - - parte del software di base
        
        assieme a gli editor, i traduttori, i linker, i loader, i debugger
    - - gestione hardware
      - fa da interfaccia
    - - dal livllo più basso nel nucleo a livello piu alto per la buccia
      - kernel,gestore memoria principale, periferiche, filesistem, interfaccai, programmi
        
        del livello più interno al livello più esterno
- - - - negli anni 40 nasce il primo software di base
        
        si fece anche una classificazione dei sistemi operativi che sono:
        
        Gestione a lotti
        
        Spooling: Simultaneus Peripheral Operations On Line, si legge e sei scrive su due dispositivi virtuali, il disco di spooling di ingresso e quello di uscita
        
        Buffering: un buffer è un'area di memoria intermedia dedicata al salvataggio temporaneo di informazioni
        
        (1955- 1965)
        
        I calcolatori iniziano a scomporsi in più strutture
        
        Introduzione di un sistema automatico di caricamento dei programmi, vengo utilizzate le schede perforate ed ognuna di queste contiene un'istruzione
        
        Lotto:
        
        un pacco di schede inserite nell'apposito lettore, da qui il nome gestione a lotti(batch processing)
        
        Un job è delimitato da due schede speciali di controllo: $JOB e $END
        
        Le schede di controllo utilizzavano un particolare linguaggio per comunicare con il calcolatore che erano:
        
        JCL o Job Control Language
        
        Inoltre I risultati della elaborazione finivano stampati su un tabulato comune a tutti i job
        
        principali caratteristiche:
        
        il SO è sempre residente in memoria(monitor)
        
        in memoria centrale è presente un solo job alla volta
        
        finché il job corrente non è terminato, il successivo non può iniziare l'esecuzione
        
        non c'è interazione tra utente e job
        
        se un job si sospende in attesa di un evento, la CPU rimane inattiva
        
        scarsa efficienza: furante l'I/O del job corrente, la CPU rimane inattiva
        
        Sistemi interattivi
        
        Multiprogrammazione
        
        Elimina i tempi di attesa per I/O, sono pronti in memoria altri job nel caso uno si debba sospendere prendono il suo posto
        
        Nella multiprogrammazione sono caricati in memoria centrale contemporaneamente più job: mentre un job è in attesa di un evento e sospende la sua esecuzione, il sistema operativo assegna la CPU a un altro tra quelli pronti all'esecuzione
        
        Un solo job utilizza in un dato istante la CPU più job attendono (caricati sulla RAM) di acquisire la CPU
        
        Il SO effettua due scelte tra tutti i job, quali caricare in memoria centrale: scheduling dei job o long term scheduling e quale job assegnare alla CPU, scheduling della CPU o short term scheduling
        
        Time sharing
        
        Nel time sharing si ha: a ogni utente connesso con il suo terminale al sistema viene assegnata una porzione di tempo di utilizzo CPU (time slice), se il job non si conclude nel tempo macchina a lui assegnato, viene temporaneamente sospeso, il processore viene assegnato a un altro programma che era stato sospeso e cosi via
        
        Vengono introdotti i canali I/O, nasce il DMA, che permette ad alcuni dispostitivi di accedere direttamente alla memoria del calcolatore
        
        sistemi dedicati
        
        tra (1945-1955)
        
        esempi di queste macchine sono:
        
        MARK1
        
        programmato con un alfabeto a 32 simboli
        
        trasferiti come gruppi di 5 bit in memoria
        
        si utilizzava I/O un lettore/perforatore di nastro
        
        ENIAC
        
        costituita da 19.000 valvole e 1500 relays(relè)
        
        il suo peso complessivo superava le 30 tonnellate, riusciva ad occupare un locale e consumava 200 KW
        
        L'UNIVAC 1 - (1951)
        
        fu il primo prodotto di questo tipo ad essere venduto al pubblico, cioè fu creato a scopo commerciale
        
        era dotato di una tastiera di una macchia da scrivere (per l'input), ed equipaggiato con diverse unità a nastro magnetico. Ed e stato usato per predire correttamente il risultato delle elezioni presidenziali del 1952
        
        che serviva per: corredo(L'attrezzatura necessaria allo svolgimento di una attività) di programmi di utilità, per integrare nei programmi l'utilizzo HW(Hardware) e per evitare di riscrivere tutte le informazioni di basso livello.
    - - Home computing: Atari, Commodore, Sinclair
      - Sistemi dedicati: MS-DOS
      - Sistemi operativi per: Server, tempo reale, embedded, smart card, smartphone
- - - - Gestore della memoria: i suoi compiti sono conoscerelo stato di allocazione della memoria, scegliere quale parte della memoria allocareai processi che la necessitano e a quali deallocarla, gestire lo swapping tra la memoria principale e il disco
        
        Il gestore della memoria deve trasformare il programma eseguibile (su memoria di massa) in un processo in esecuzione (in memoria di lavoro). Vengono succesivamente messi in una coda chiamata loader.
    - - nastro (memoria di back-up);
      - disco (memoria secondaria);
      - memoria principale
      - cache: volatile, veloce, piccola e costosa;
      - registri: estremamente veloci e ridotti ad alcuni byte.
    - - rilocazione statica: all’atto del caricamento in memoria viene individuato l’indirizzo iniziale, indirizzo di base, e viene sommato a tutti i riferimenti presenti nel programma (offset)
        
        LOAD TIME
      - rilocazione dinamica: il programma viene caricato in una zona libera di memoria e, solo in fase di esecuzione, viene inserito in un apposito registro, chiamato registro base (o di rilocazione RL), il valore dell’indirizzo effettivo della prima locazione di memoria centrale;
        
        EXECUTION TIME
      - Memory Management Unit e i Registri di locazione :
        
        1Il registro di rilocazione RL contiene quindi l’indirizzo fisico più piccolo
        2Il registro limite che contiene il massimo indirizzo utilizzabile dagli indirizzi logici.
        
        Il controllo dei priori degli indirzzi di memoria avviene durante il processo
- - - - tutti i moderni sistemi operativi cercano di sfruttare al massimo le potenzialità di parallelismo fisico del hardware per diminuire tempi di risposta e massimizzare il throughput, numero di job per unità di tempo
        
        l'ottimizzazione della cpu avviene grazie alla multiprogrammazione
        
        scheduling job
        
        scheduling cpu
        
        PROCESSO
        
        è costituito da una successione di fasi
        di elaborazione sulla CPU e fasi di attesa per l'esecuzione di operazioni su altre risorse del sistema
        
        i processi multitasking mandano in esecuzione piu processi in contemporanea
        
        i processi possono essere indipendenti o coperanti o in competizione tra loro
        
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        costituito da 2 parti
        
        codice(composto dalle istruzioni)
        
        variabili globali, temporanee e non temporanee, locali e non locali ,variabili allocate dinamicamente durante l'esecuzione
        
        contesto di un processo
        
        varia istante per istante, a partire dal valore
        contenuto nel program counter ovvero l' unico nel processore e contiene l'indirizzo dell'istruzione eseguita in quel preciso istante
      - schedulazione processi
        
        la cpu deve effettuare l'assegnazione alla CPU dei processi che sono nella coda
        
        solo un processo puo essere eseguito gli altri sono in coda
        
        • la coda dei processi pronti (RL), in cui risiedono i processi caricati in memoria centrale che si trovano nello stato ready
        
        la coda di attesa di un evento (WL), dove vengono inseriti i processi in attesa di una particolare risorsa
        
        contesto di un processo
        
        Il contesto di un processo è composto da alcune informazioni contenute nel suo specifico PCB, come il valore dei registri, il suo stato, il program counter
        
        Il processo che viene sospeso dovrà
        successivamente essere ripristinato senza che rimanga traccia di quanto è successo
        
        pre-empitive
        
        possono essere sospesi
        
        non pre-empitive
        
        non possono essere sospesi
        
        time sharing
        (sistemi a divisione di tempo)
        
        hanno uno scheduling pre-emptive
        
        i processi hanno periodi di esecuzione e di attesa e diverse modalità di esecuzione
        
        livelli di privilegio
        
        user mode
        
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        kernel mode( supervisore)
        
        1 more item...
        
        criteri/obbiettivi di scheduling
        
        13 more items...
        
        Quando la CPU riattiva un processo che è stato sospeso analizzerà il PCB, per individuare lo stack pointer e i valore dei registri per iniziare l'esecuzione del processo nel punto in cui era stato sospeso