Sistemi Operativi

Anno Accademico 2011-2012
laurea triennale in ingegneria informatica (DM 270), 3º anno, 6 cfu

Docente: Maurizio Pizzonia
Orario di ricevimento studenti: vedi pagina del collegio didattico

Periodo: dal 3 ottobre 2011 al 27 gennaio 2012. Le lezioni saranno sospese dal 19 dicembre 2011 al 7 gennaio 2012, con conseguente ripresa della didattica lunedì 9 gennaio 2012.
Giorni della settimana, orario e aule : vedi sito del collegio didattico

Sintesi degli obiettivi del corso

Gli obiettivi del corso sono di fornire

competenze sulla struttura di un generico sistema operativo moderno
competenze sulla struttura di un sistema operativo Unix con particolare riferimento al sistema Linux
conoscenza delle metodologie usate per risolvere le problematiche tipiche della gestione delle risorse in un sistema operativo moderno
abilità nel uso di una piattaforma Unix a livello utente e amministratore
abilità nello scripting Unix
abilità di base nella programmazione di sistema

Mailing list degli avvisi relativi al corso

Tutti gli studenti si devono iscrivere alla mailing list di avvisi tramite la quale potranno essere avvertiti tempestivamente di eventi relativi al corso e alle attività correlate (esami, ricevimento studenti, ecc).

http://list.dia.uniroma3.it/mailman/listinfo/so

L'archivio degli avvisi inviati alla mailing list e' disponibile on-line.

Solo il docente può inviare messaggi, gli studenti non possono postare messaggi alla mailing list.

Materiale didattico

W. Stallings, "Operating Systems: Internals and Design Principles", 6th edition. Prentice Hall.
Documentazione on-line dei comandi Unix/Linux installati nel sistema stesso.
M. Cooper - Advanced Bash-Scripting Guide
Uno qualsiasi dei Tutorial per Awk
Links a materiale di approfondimento

Programma delle Lezioni

Gran parte del materiale è adattato dal materiale distribuito da W. Stallings.

Introduzione al corso
architettura di un elaboratore, CPU, registri, esecuzione di una istruzione, interrupt, gerarchie di memoria, localita', I/O, chiamate di procedura
Panoramica sui sistemi operativi moderni: definizione di sistema operativo, scopi, architettura a strati, kernel/user mode, caratteristiche salienti
processi: dispatching, stati, descrizione e controllo
introduzione a linux
- documentazione in linea (man, info, less), organizzazione del filesystem, primi comandi (ls, pwd, cd, cat).
- la shell: bash, prompt, comandi interni ed esterni, help, variabili di abiente, env, $PATH, export;
- comandi per la gestione di file e directory: touch, mv, rm, cp, mkdir, rmdir
- editors e ambienti grafici: vi, emacs, X, window manager, gnome, kde, kwrite, gedit
Linux e shell: i processi, gli stati sleeping ready/running e stopped, terminali di controllo, ps, top, pstree, ^C, ^Z, processi in background, bg, fg, &, kill, kill -9, segnali
- esercizi pratici sull'uso di GNU/Linux da fare in laboratorio: uso della documentazione on-line e primi comandi
tecniche di gestione della memoria centrale: partitioning, best/first/next fit, buddy algorithm, paging, segmentation
introduzione a linux
- I/O redirection: stdin/out/err, pipelining, filtri, sort, tee, less.
- esercizi su processi e gestione della memoria
shell: sostituzioni ed espansioni (brace, tilde, variabili, command, pathname), word splitting, stderr redirection append, filtri (sort, uniq, tr).
grep, egrep e le espressioni regolari
filtri: wc, head tail awk (patterns, statements, costrutti per il controllo di flusso, variabili, $0..$n, FS, OFS, RS, NR, NF, esempi d'uso).
- esercizi pratici sull'uso di GNU/Linux da fare in laboratorio: filtri, grep e awk
Memoria virtuale. (parte del materiale è solo su slides),
Generalità: process address space, page fault, trashing, policies: fetch cleaning eviction placement, page buffering, load control, disk caching, memory mapped files.
Hw support: paginazione, page tables a più livelli, inverted page tables, TLB, considerazioni sulla grandezza delle pagine, segmentazione, segmentazione paginata
Resident set management: OPT, LRU, FIFO, CLOCK, aging.
Working set: PFF, cleaning policy, load control, process suspension.
- esercizi su memoria virtuale, soluzioni
c: intro, struttura, preprocessore, compilatore, linker. File oggetto. Compilazione con librerie statiche e dinamiche. Comandi cc, gcc, file, ldd, objdump
shell: strace, ltrace, time.
Debugger: gdb stepping, breakpoints, watching, backtrace. Comandi gdb: r, quit, b, info br, help, l, n, s, dis, del, bt, frame, c, ignore, cond, p, display.
- codice usato per spiegare gdb a lezione
Scheduling a breve medio e lungo termine, algoritmi per cpu scheduling: FCFS, RR, VRR, SPN, SRT, FB, comparazioni, linux 2.6
shell: tar, gzip, strip, permessi dei files.
linux filesystem: stat, ln
Disk Scheduling, RAID (materiale solo su slides)
UNIX File Management, inode, Linux VFS, ext2