Storia dei sistemi operativi

1. Corso di
SISTEMI DI ELABORAZIONE E DI
TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
(SETI)
A.S. 2012-2013
Prof. Emanuele Alberto Vecchi
Lezione 1
Introduzione
“ascolto e dimentico, guardo e ricordo, provo a fare e capisco”
(proverbio cinese)
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2. Corso SETI - E. A. Vecchi
Da dove partiamo?
 Programma di 3’
 Comunicazioni e Codifiche
 Sistemi e modelli
 Automi
 Il modello logico funzionale dell’elaboratore
 Introduzione alle reti di computer
 Microprocessore
 Il linguaggio Assembly
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3. Corso SETI - E. A. Vecchi
Obiettivi 1
 Approfondimenti dell’architettura di
un elaboratore
 Componenti hardware
 Gestione di bus e periferiche
 Configurazione iniziale di un sistema
 Il microprocessore 8086

Cenni all’architettura IA-32

Gestione delle interruzioni
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4. Corso SETI - E. A. Vecchi
Obiettivi 2
 I sistemi operativi
 Definizione, caratteristiche, modelli
 Processi, stati di un processo, thread
 Nucleo e schedulazione del
processore
 Gestione delle risorse:
 memoria, periferiche e virtualizzazione

file system fisico e logico, dischi
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5. Corso SETI - E. A. Vecchi
Obiettivi 3
 I sistemi operativi
 Sicurezza
 Concorrenza
 Sistemi operativi
 DOS, Windows, Linux
 Installazione e configurazione di un sistema
 Comandi Linux e programmazione della shell
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6. Corso SETI - E. A. Vecchi
Il sistema operativo
 Insieme di programmi con lo scopo di:
 Gestire in modo ottimale le risorse di un
calcolatore
 Facilitare a programmatori e utenti finali l’uso
della sottostante macchina hardware
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7. Corso SETI - E. A. Vecchi
La gerarchia di un sistema
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8. Corso SETI - E. A. Vecchi
Un po’ di storia: generazioni
 Generazione 1 (1945 – 55)
 Valvole modello open shop, applicazioni
scientifiche
 Generazione 2 (1955 – 65)
 Transistor, sistemi batch, applicazioni
scientifiche e prime applicazioni commerciali
 Generazione 3 (1965 – 80)
 ICs, sistemi multiprogrammati e timesharing,
applicazioni commerciali
 Generazione 4 (1980 – oggi):
 VLSI, applicazioni personali
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9. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 1
 1944-Harvard Mark-1
 Concepito ad Harvard dal professor
Howard Aiken, progettato e costruito
da IBM, occupava un salone e
funzionava a relé
 Il funzionamento era
elettromeccanico ed era costituito da
migliaia di componenti
 Veniva usato per produrre tavole
matematiche e fu successivamente
sostituito da macchine
programmabili
 Nel 1946 comparve l’ENIAC
 Programmato a spinotti
 5 kops, 1000 x HM1
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10. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 1
 Open Shop
 Gli utenti accedevano a turno al calcolatore dove
caricavano ed eseguivano i loro programmi
 Sistema poco efficiente: un utente ogni 20 min circa
 Lavori lunghi ed elaborazioni brevi trattati in modo
paritetico
 La memoria del calcolatore era completamente a
disposizione dell’utente finale
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11. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 2: la scheda perforata
 Progettata nel 1928 da IBM: 80 colonne e 12 righe
 La codifica utilizzata era la EBCDIC, ideata da IBM tra il
1963 e il 1964, per il System/360
 Curiosamente EBCDIC non diventò lo standard, come in
molti altri casi, e venne soppiantato dal codice ASCII
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12. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 2
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13. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 2
 Eliminazione dei tempi di input (dati e programmi)
con l’introduzione delle schede perforate
 L’utente:
 preparava off-line il programma su schede perforate
 accedeva al lettore di schede, caricava il programma
che veniva eseguito
 attendeva i risultati stampati
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14. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 2
 La comparsa dei lettori di schede richiese in
memoria centrale un programma che fosse in
grado di:
 Gestire la periferica (Card Reader) e leggere le schede
 Interpretare ed eseguire i comandi richiesti (JCL)
Copiare il contenuto delle schede in memoria
 “lanciare” l’esecuzione del programma e stampare
l’output
 Il profilo temporale dell’esecuzione è:
 Input1 - elab1 - output1 - Input2 - elab2 - output2...
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15. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 2: i Batch
 Nasce l’esigenza di ottimizzare l’uso dei sistemi di calcolo
e di eliminare dal “ciclo produttivo” le unità di I/O
 Le unità di I/O, card reader e stampanti, che fino a quel
momento erano state collegate ai calcolatori vengono
sostituite da unità a nastri, molto più veloci
 Nascono i TOS. Si modifica completamente lo schema di
accesso a un calcolatore
 I programmi vengono caricati su nastri magnetici, elaborati su
nastri, l’output letto da nastri
 Il profilo temporale dell’esecuzione è:
 Input1,2...n - elab1,2...n - output1,2...n...
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16. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 3: la multiprogrammazione
 Applicazioni tipicamente commerciali o
molto interattive
 Nascono come risposta al problema di un
miglior sfruttamento della CPU
 SO di riferimento:
 IBM OS/360
 Digital PDP-8 (12 bit), PDP-11 (16 bit)
 Digital VAX11/780
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17. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 3: la multiprogrammazione
 I sistemi multiprogrammati hanno le
seguenti caratteristiche:
 Consentono la coesistenza
CONTEMPORANEA in memoria centrale di
due o più programmi
 Adottano meccanismi che consentono di
svincolare l’attività della CPU da quella delle
periferiche di I/O
 Ottimizzano l’uso della CPU 17

18. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 4
 Programmazione user-friendly e Personal Computing
 Sistemi operativi più facili da utilizzare
 Installabili da utenti poco esperti e utilizzabili da ogni classe di
utente
 Nasce la nozione di sistema user-friendly: interfacce utente a
finestre e icone
 I principali sistemi operativi di IV generazione sono:
 UNIX: molto diffuso su workstation, ma nato in un contesto
industriale
 LINUX, FreeBSD, OpendBSD: in ambiente PC
 MS-DOS -> W95/98 -> WNT -> W2000 -> XP -> VISTA -> W7...
 Nato per PC IBM e compatibili, che usavano il processore Intel 8088
 Con WNT Microsoft ha iniziato ad operare sul mercato delle WKS
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19. Corso SETI - E. A. Vecchi
Generazione 4
 SO di IV generazione per primi hanno una
risorsa in più da gestire: LA RETE
 Dalla metà degli anni ’80:
 lo sviluppo di protocolli per reti locali
 e per reti geografiche
 ha favorito lo sviluppo delle reti di calcolatori
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20. Corso SETI - E. A. Vecchi
Le funzionalità di un SO
 L’ insieme dei programmi che compongono un SO
svolgono le seguenti funzioni:
 Inizializzazione del sistema
 Gestione dei processi
 Gestione della Memoria
 Gestione delle periferiche I/O ( tra cui gli apparati di
comunicazione )
 Gestione dei file
 Interprete dei comandi
 Protezione e Sicurezza (last but not least!)
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