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Salvatore Cuomo » 3.Sistemi Operativi – parte seconda


La memoria

Tra i componenti fondamentali di un calcolatore abbiamo visto la Memoria. Essa è il supporto fisico che permette di immagazzinare informazioni sotto forma di istruzioni e dati.

Nella memoria vengono archiviati tutti i dati che sono poi elaborati dalla CPU. È generalmente possibile distinguere tra:

  • Memoria interna (o Primaria)
    • Formata da microcircuiti elettronici. Un particolare tipo di memoria interna è la RAM: Random Access Memory
  • Memoria di massa (o Secondaria)
    • Formata da unità di memorizzazione periferiche capaci di mantenere i dati nel tempo. Tra queste i Dischi Fissi o le supporti di memoria statica su USB (la penna!)
La memoria.

La memoria.

Livelli di memoria di un calcolatore elettronico.

Livelli di memoria di un calcolatore elettronico.


La RAM

Tra i componenti la RAM , Random Access Memory (memoria ad accesso casuale), è il principale tipo di memoria interna.

Accesso casuale non significa che i dati sono sparpagliati a caso all’interno della memoria senza alcun criterio; bensì che al processore occorre sempre lo stesso tempo per accedere a una qualsiasi (casuale) parte della memoria.

La RAM è un tipo memoria volatile, ovvero quando l’elaboratore è spento tutti i dati contenuti nella memoria vengono persi.

Maggiore è la quantità di RAM, più spazio sarà disponibile per i dati sui quali può operare la CPU per l’elaborazione.

Memoria RAM.

Memoria RAM.


La memoria di Massa

Le memorie di massa, come ad esempio il disco fisso, sono:

  • più lente di quella primaria
  • permanenti
  • hanno tecnologie ottiche o magnetiche

Il sistema operativo risiede su una memoria di massa.

Quando, ad esempio, si scrive un documento con un programma di videoscrittura (Word, Wordpad, …) esso temporaneamente risiede nella memoria RAM, così come il documento su si lavora.

Poiché la RAM è volatile, se vogliamo poter memorizzare il documento in maniera permanente, è necessario memorizzarlo su una Memoria di Massa sotto forma di FILE.

Esempi di memorie di massa.

Esempi di memorie di massa.


S.O.: Linguaggio di Comando

Il calcolatore ed il mondo esterno ( generalmente un utente) possono tra loro comunicare attraverso un opportuno

Linguaggio di comando

Ogni frase di un linguaggio di Comando non è altro che una fissata richiesta al sistema operativo di esecuzione

di una assegnata operazione operazione.

Riportiamo a titolo di esempio alcune parole di un linguaggio di comando in due differenti Sistemi operativi Linux - DOS:

  • ls - dir visualizza i file in una specifica directory
  • cp - copy copia di file
  • rm – delete cancellazione di un file
  • cat - type visualizza il contenuto di un file

Interfacce grafiche

Quando un utente effettua una richiesta al sistema operativo vengono effettuare delle specifiche azioni. In particolare:

  • bisogna interpretare una frase del linguaggio di comando
  • bisogna selezionare il programma precaricato nel sistema che è in grado di soddisfare la richiesta da parte dell’utente
  • portare il programma individuato nella memoria centrale
  • lanciare in esecuzione il programma trovato
  • ridare il controllo all’utente per essere pronti a soddisfare ulteriori richieste da parte dell’utilizzatore.

Queste specifiche sono rese possibili da uno specifico strumento del sistema operativo: L’Interprete del linguaggio di comando.

Per rendere più semplice ed immediato l’uso del linguaggio di comando molti sistemi operativi sono dotati di interfacce grafiche.

Interfaccia grafica.

Interfaccia grafica.


Sistemi Operativi

I sistemi operativi possono essere individuati in due macro categorie.

  • Sistemi monoutente. È un tipo di sistema operativo che consente ad un solo utente l’accesso alle risorse dell’elaboratore. Di questo tipo era ad esempio il sistema MS-DOS.
    • In un sistema monoutente, l’utente ha immediato accesso alle risorse del sistema.
  • Sistemi multiutente. E’ un tipo di sistema operativo che permette a molteplici utenti l’accesso alle risorse dell’elaboratore.
    • Il sistema operativo Unix System V è il classico esempio di sistema multiutente.
    • In un sistema multiutente, l’utente è obbligato a dichiarare la propria identità prima di qualunque richiesta al sistema. Questa è denominata Fase di Login.
    • Inoltre, l’utente ha accesso alla macchina solo nel caso in cui il suo nome sia pre-registrato nella memoria dell’elaboratore.

Sistemi Operativi

L’obiettivo dei comuni Sistemi Operativi non è solo quello di consentire lo sviluppo

di programmi, ma anche quello di offrire un ambiente di lavoro, completo e “confortevole”.

Una delle sue principali caratteristiche è quella di mettere a disposizione delle differenti tipologie

di utente opportuni strumenti di lavoro. Tra questi ad esempio:

  • Strumenti per lo sviluppo di software
    • compilatori
    • debugger ovvero tool per la ricerca degli error in programmi
    • programmi per la scrittura dei testi (editor)
  • Strumenti per l’Automazione d’ufficio (Office Automation)
    • strumenti per l’elaborazione di testi
    • fogli di calcolo
    • programmi per la posta elettronica

Sistemi Operativi e Reti di Calcolatori

I sistemi operativi includono anche alcuni strumenti software per l’utilizzo delle reti di calcolatori.

Una rete di calcolatori è:

un insieme di calcolatori indipendenti collegati tra loro, in grado di condividere risorse (es.: stampanti, dischi, …) scambiare file e, più in generale, di comunicare.

Per realizzare una rete di calcolatori si evidenzia:

  • la necessità di hardware per connettere fisicamente gli elaboratori
  • la necessità di software per garantire la condivisione delle risorse e la loro comunicazione.
Esempio di Rete di Calcolatori.

Esempio di Rete di Calcolatori.


Sistemi Operativi e Reti di Calcolatori

Tra le reti di calcolatori è possibile distinguere due casi:

  1. Rete locale (Local Area Network – LAN): è una rete copre una piccola area (al più qualche chilometro). La connessione avviene solitamente tramite cavi (fili di metallo conduttore, fibra ottica) ed apparecchiature che consentono lo scambio di informazioni (schede di rete, router, switch,…)
  2. Wide Area Network (WAN): è una tipologia di rete che connette fra loro più reti locali e/o metropolitane. Per realizzare una WAN è possibile dotare le LAN di calcolatori con funzione di interfaccia con il mondo esterno (router o gateway) e collegare questi tra loro, sfruttando anche linee preesistenti (es.: linee telefoniche).
Esempio di una piccola LAN:5 calcolatori collegati tra loro che condividono una stampante.

Esempio di una piccola LAN:5 calcolatori collegati tra loro che condividono una stampante.

Esempio di WAN.

Esempio di WAN.


Reti di Calcolatori e Internet

Se si considera la possibiltà di “connettere” tra loro più Wan allora è possibile dare una prima generica definizione di Internet.

INTERNET

=

la rete costituita da tutte le reti

E’ possibile considerare INTERNET come una federazione “sciolta” di WAN. Per connettersi ad Internet non bisogna effettuare alcuna richiesta particolare di adesione né pagare un canone.

Internet: TCP/IP

Per comunicare in Internet le differenti reti di comunicazioni e di calcolatori hanno la necessità di comunicare utilizzando un insieme ben definito di regole di trasmissione (protocollo di comunicazione).

Il protocollo di comunicazione più diffuso è il:

TCP/IP

Questo acronimo puo’ essere cosi scomposto:

IP (Internet Protocol): gestisce l’invio di un messaggio

  • definisce un formato di un pacchetto per al trasmissione dei dati;
  • consente di individuare in maniera univoca il destinatario;
  • ……

TCP (Transfer Control Protocol): consente la correttezza della trasmissione

  • garantisce la suddivisione dei dati in pacchetti e la corretta ricostruzione di un messaggio;
  • stabilisce una connessione tra mittente e destinatario e permette di mantenerla attiva finché il messaggio non è stato ricevuto.

Internet: TCP/IP

In Internet un dispositivo (host) viene individuato attraverso un indirizzo numerico a 32 bit ad esso associato detto: indirizzo IP.

Gli indirizzi IP sono suddivisi in classi, individuate dai bit più a sinistra.

Ad ogni classe appartengono reti di “dimensioni” differenti che contengono un differente numero di host.

Ad un indirizzo IP può essere associato un nome simbolico www.unina.it < == > 143.225.172.36

C’è dunque la necessità di un criterio unico per la scelta dei nomi Domain Name System (DNS).

Struttura degli indirizzi IP.

Struttura degli indirizzi IP.


DNS

Concettualmente Internet è divisa in domini, secondo uno schema gerarchico ad albero.

L’associazione tra indirizzi IP e i nomi avviene attraverso un albero dei domini che è suddiviso in zone.

Ogni zona ha delle macchine, dette name server, che contengono informazioni sugli indirizzi numerici degli host, dei name server locali e relativi alle zone “sottostanti”.

Organizzazione dei domini.

Organizzazione dei domini.

Organizzazione dei domini in zone.

Organizzazione dei domini in zone.


DNS convenzioni

Domini generici

  • com organizzazioni commerciali
  • net fornitori di servizi di rete
  • edu istituzioni educative
  • gov governo federale USA
  • org organizzazioni senza scopo di lucro

Domini nazionali

  • it Italia
  • fr Francia
  • jp Giappone
  • uk Gran Bretagna
  • ……

Materiali di studio

[1] Cronologia dei sistemi operativi (visitato ottobre 2009 )

:: http://it.wikipedia.org/wiki/Cronologia_dei_sistemi_operativi

[2] Introduzione ai sistemi operativi (visitato ottobre 2009 )

http://www.cs.unibo.it/~sacerdot/so/lucidi/so-02-intro-os-1p.pdf

[3] Brevi cenni sulle reti di Calcolatori (visitato ottobre 2009 )

::http://www.na.infn.it/index.php?id=520

I materiali di supporto della lezione

Libro consigliato

Tanenbaum Andrew S., I Moderni sistemi operativi, Prentice Hall 2009

Brevi cenni sulle reti di Calcolatori

Cronologia dei sistemi operativi

Introduzione ai sistemi operativi

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