Gli asterischi (*) indicano le competenze minime.


Generalità sui sistemi operativi. Gestione delle risorse. Interfaccia utente. Concetto di Kernel. •Il sistema GNU/Linux. Struttura dei sistemi operativi: monolitici, microkernel, ibridi, client/server. System call. System call di Unix/Linux. (*)
Software libero e relative licenze d'uso. GPL.
Generalità su UNIX e sullo standard POSIX.
Classificazione dei sistemi operativi. Scelte progettuali relative alle diverse tipologie di SO.
Sistemi operativi per architetture multiprocessore. Virtualizzazione. Macchine virtuali. Hypervisor di livello 1 e 2. Esempi: WMware e Virtual Box
Concetto di Processo. Diagramma a stati di un processo. • Interruzioni hardware e software e loro gestione nei sistemi operativi. • System call per creazione e gestione di processi: fork(), wait(), waitpid(). Famiglia delle exec(). (*)
Segnali e loro gestione. System call kill(), signal(), alarm(), sigaction(). Esempi di programmi che impiegano tutte le system call menzionate. (*)
Thread. Generalità, caratteristiche. Implementazione dei thread: user space, kernel space, ibride (con riferimento alle scelte progettuali dei principali SO). (*)
Attivazione dello Scheduler, upcall. Dati specifici dei thread. Gruppi di thread.
La libreria Pthread. Funzioni pthread_create(), pthread_join(), pthread_exit(), pthread_detach, pthread_attr_init(). • Cancellazione di thread. • Esempi di programmi che usano la libreria Pthread. (*)
Linux: Esercitazione sui comandi di shell. (*)
Programmazione della shell.
Esercitazioni sui contenuti precedenti (*)
Sezione critica. Mutua esclusione con attesa attiva. Semafori. • Problema del produttore e del consumatore e sua soluzione tramite semafori. • Mutex. Implementazione con thread in user space. Funzioni pthread_mutex. (*)
IPC in Linux. Semafori: semget(), semop(), semctl(). Code di messaggi: msgget(), msgsnd(), msgrcv(), msgctl(). Shared memory: shmget(), shmat(), shmdt(), shmctl(). Esempi di programmi. (*)
Comunicazione nei sistemi client-server: socket. (*)
Deadlock. Definizione del problema e strategie di gestione. (*)
Schedulazione della CPU. Obiettivi. Algoritmi classici: FIFO, Round-robin, Schedulazione basata su priorità. Il problema della Starvation. Code multiple. (*)
Cenni sullo scheduling nei sistemi real-time. • Cenni sullo scheduling di Linux: Completely Fair Scheduler.
File System e System call sui file. (*)

1) Per la parte teorica: In alternativa

Andrew S. Tanenbaum, “I moderni sistemi operativi 4/Ed.", 2016, ISBN 9788891901019.
oppure

Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne, “Sistemi Operativi, Concetti e esempi”, Nona Edizione, Pearson, ISBN 9788865183717.2)

Ad integrazione della parte teorica e per tutta la parte pratica: R. Stones, N. Matthew, “Beginning Linux Programming”, 4th edition, Wrox Press, 2007. Disponibile in rete

UNITÀ DIDATTICA 1: INTRODUZIONE AI SISTEMI OPERATIVI. IL SISTEMA GNU/LINUX. SYSTEM CALL. VIRTUALIZZAZIONE.


Generalità sui sistemi operativi. Gestione delle risorse. Interfaccia utente. Concetto di Kernel.

Struttura dei sistemi operativi: monolitici, stratificati, microkernel, moduli kernel, ibridi.

Il Sistema Operativo Linux: Gestione dei moduli kernel del sistema operativo Linux, File System in Linux
Concetto di System Call e loro realizzazione. Panoramica delle system call di Unix/Linux.
System call POSIX sui file. Esercitazioni su System call sui file.

UNITÀ DIDATTICA 2: PROCESSI E THREAD


Concetto di Processo. Stati di un processo.
Interruzioni hardware e software e loro gestione nei sistemi operativi.
System call POSIX per creazione e gestione di processi: fork(), wait(), waitpid(). Famiglia delle exec().
Segnali e loro gestione. System call POSIX kill(), signal(), alarm(), sigaction(). Esempi di programmi che impiegano tutte le system call menzionate.
Thread. Generalità, caratteristiche.
Implementazione dei thread: user space, kernel space, ibride (con riferimento alle scelte progettuali dei principali SO).
La libreria Pthread. Funzioni pthread_create(), pthread_join(), pthread_exit(), pthread_detach, pthread_attr_init(). Cancellazione di thread. Esempi di programmi che usano la libreria Pthread.



UNITÀ DIDATTICA 3: SCHEDULAZIONE DELLA CPU


Schedulazione della CPU. Obiettivi. Algoritmi classici: FIFO, Round-robin. Schedulazione basata su priorità. Schedulazione basata sulla prelazione. Il problema della Starvation. Code multiple.
Scheduling di Linux: Completely Fair Scheduler.




UNITÀ DIDATTICA 4: GESTIONE DELLA CONCORRENZA E SINCRONIZZAZIONE.


Concorrenza e sincronizzazione. Sezione critica. Mutua esclusione con attesa attiva. Semafori e Mutex.
Semafori in Linux libreria System V: semget(), semop(), semctl().
Mutex in Linux libreria POSIX Pthread: pthread_mutex_init, pthread_mutex_lock, pthread_mutex_trylock, pthread_mutex_unlock, pthread_mutex_destroy
Problema classici di sincronizzazione: —Problema del produttore-consumatore che condividono un Blocco Dati, —Problema del produttore-consumatore con buffer di dimensione limitata, —Problema dei lettori-scrittori. Risoluzione di tali problemi tramite semafori e mutex.

Esercitazione sui contenuti della Unità Didattica




UNITÀ DIDATTICA 5: INTER PROCESS COMMUNICATION (IPC)


Introduzione alla Inter Process Communication (IPC). Shared Memory e Socket.
IPC in Linux. Shared memory basata sulle librerie Linux System V: shmget(), shmat(), shmdt(), shmctl(). Comunicazione nei sistemi client-server basata su socket e sulle librerie POSIX: socket(), bind(), listen(), accept(), connect()
Esercitazione sui contenuti della Unità Didattica

Per la parte teorica: [1] Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne, “Sistemi Operativi, Concetti e esempi”, Pearson.

In alternativa: [2] Andrew S. Tanenbaum, “I moderni sistemi operativi", Pearson.

Ad integrazione della parte teorica e per tutta la parte pratica: [3] R. Stones, N. Matthew, “Beginning Linux Programming”, 4th edition, Wrox Press, 2007.