Sistemi Operativi

Anno Accademico 2008-2009
laurea ingegneria informatica (LII 509), 3º anno, 5 cfu
laurea magistrale ingegneria informatica (LMII 509), 1º anno, 5 cfu

Docente: Maurizio Pizzonia
Orario di ricevimento studenti:
tutti i mercoledi' ore 17:30 - DIA stanza 225

Periodi: primo dal 1/10/2008 al 12/11/2008, e secondo dal 1/12/2008 al 23/1/2008 (prova d'esame solo a fine corso)
Orario: vedi sito del collegio didattico
Aula: N10

Risultati degli esami

Risultati dell'appello dell'28 settembre 2009
La verbalizzazione relativa si terrà venerdì 9 ottobre 2009 alle ore 13:00 nella stanza 225 del DIA.
CHI NON PUO' PRESENTARSI ALLA VERBALIZZAZIONE DEVE AVVISARE IL DOCENTE.
E' necessario portare un documento e il libretto.
Chi volesse prendere visione del compito lo potrà fare verbalizzando per ultimo.

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.

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

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
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
processi: dispatching, stati, descrizione e controllo
introduzione a linux
- I/O redirection: stdin/out/err, pipelining, filtri, sort, tee, less.
- Panoramica sui formati compressi gz, bz2, zip, tar.
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
- 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)
filtri: wc, head tail awk (patterns, statements, costrutti per il controllo di flusso, variabili, $0..$n, FS, OFS, RS, NR, NF, esempi d'uso).
shell: Introduzione allo scripting: #!, parametri, for-do-done, seq, test, if-else-fi.
- esercizi pratici sull'uso di GNU/Linux da fare in laboratorio: pipelining e scripting
- esercizi pratici sull'uso di GNU/Linux da fare in laboratorio: scripting avanzato
  - una possibile soluzione all'esercizio su scripting "file identici", dei problemi di "scripting avanzato".
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, file, ldd, objdump, make
shell: strace, ltrace, time. Makefiles: regole, regole predefinite, variabili. 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.
- esempi di Makefiles mostrati a lezione
- codice usato per spiegare gdb a lezione
- esercizi pratici da fare in laboratorio sulla programmazione di sistema in GNU/Linux: gcc, make, objdump, strace
Scheduling a breve medio e lungo termine, algoritmi per cpu scheduling: FCFS, RR, VRR, SPN, SRT, FB, comparazioni, linux 2.6
shell: diff, patch, tar, gzip, zip, bzip, strip, find, strace, ltrace.
UNIX File Management, inode, Linux VFS, ext2
linux filesystem: fdisk -l, mount, stat, ln, /proc/devices
Disk Scheduling, RAID (materiale solo su slides)
- esercizio su system programming (invert) (soluzione completa, soluzione presentata a lezione con makefile "avanzato")
shell: permessi, strace, ltrace; linux boot: init, getty, login, servizi, X, .bashrc; linux kernel: struttura dei sorgenti, configurazione, compilazione, moduli, installazione
esercitazione su scripting
altro materiale per la preparazione all'esame
- esercizio su system programming (random) e relativa soluzione
- domande di teoria
- esercizio su makefile (latex) con soluzione
- esercizio su C e gdb

Esami e valutazione

Per chi intende fare l'esame è obbligatorio iscriversi mediante il servizio di prenotazione on-line prenota.uniroma3.it (o sul portale dello studente quando questo lo sostituira').

L'esame prevede una prova di laboratorio che verte sia su argomenti di teoria sia su argomenti di pratica.

Testi della prova d'esame del 15 luglio 2009.