Ateneo - UPO

Il programma del corso si articola su tre tematiche principali, ovvero gestione dell'I/O, progettazione e realizzazione dei file system, e tecniche di virtualizzazione.

Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "Modern Operating Systems: Global Edition, 5/E", Pearson, 2023. ISBN-13: 9781292459660.
Disponibile anche in italiano: Andrew S. Tanenbaum & Herbert Bos, "I moderni sistemi operativi, 5/Ed," Pearson, 2023. ISBN: 9788891931955.

Il modulo ha l’obiettivo di illustrare i principi, le diverse problematiche e le attuali soluzioni tecniche e metodologiche per la progettazione e realizzazione dei componenti dei sistemi operativi moderni che si occupano (1) della gestione dei dispositivi di I/O (ad es., il sotto-sistema di I/O), (2) della gestione della memoria di massa (ad es., i file system), e (3) della virtualizzazione delle risorse hardware (ad es., gli hypervisor).

Architetture degli Elaboratori, Sistemi Operativi 1.

Solo lezioni frontali

Per superare l'esame lo studente deve dimostrare di aver appreso (1) i concetti relativi al funzionamento delle periferiche di I/O, (2) i meccanismi impiegati dal sistema operativo per gestire tali periferiche, (3) le metodologie di progettazione e sviluppo dei file system, e (4) le tecniche di virtualizzazione delle risorse hardware.

Le modalità di verifica consistono in una prova d’esame scritta obbligatoria e in una prova orale facoltativa.
La prova d'esame scritta prevede uno o più quesiti (tipicamente, da quattro a sei quesiti) posti sotto forma di domande teoriche o esercizi; ad ogni quesito è associato un punteggio il cui valore (che va da zero a uno specifico valore massimo) è determinato in base alla qualità della risposta fornita dallo studente; il voto finale della prova scritta è la somma dei punteggi ottenuti in ogni quesito.
La prova d’esame orale facoltativa può essere sostenuta solo se il voto della prova d’esame scritta è uguale o superiore a 27/30 e prevede uno o più quesiti (tipicamente 3) posti sotto forma di domande teoriche o esercizi; il voto finale della prova orale parte dal voto ottenuto nella prova scritta e può aumentare, diminuire o rimanere invariato a seconda del grado di preparazione dello studente. Gli argomenti delle prova d’esame (sia scritta che orale) comprendono quelli presentati durante le lezioni frontali e dettagliati nel programma del corso.

Il programma del corso si articola in tre macro-argomenti:
1) Gestione dell'I/O: architettura del sottosistema di I/O; interfaccia di I/O per le applicazioni; sottosistema di I/O del kernel; struttura dei dispositivi di memorizzazione; struttura dei dischi; scheduling del disco; gestione dell'unità a disco; sistemi RAID;
gestione del risparmio energetico.
2) Progettazione e realizzazione di file system: il concetto di file e di file system; struttura della directory e del disco; condivisione di file; meccanismi di protezione dei file; struttura del file system; implementazione di file e directory; metodi di allocazione; gestione dello spazio libero; metodi di allocazione; efficienza e prestazioni; consistenza; backup e ripristino.
3) Progettazione e realizzazione di tecniche di virtualizzazione: il concetto di macchina virtuale e di hypervisor; virtualizzare la CPU; problematiche e soluzioni per la virtualizzazione dell'architettura x86; virtualizzare la memoria; virtualizzare l'I/O; il Cloud.

Raggiungimento degli obiettivi formativi, nel modo misurato dal voto d'esame.

* Conoscenza e capacità di comprensione: apprendere i principi generali che sono alla base del comportamento, della progettazione, e dello sviluppo dei componenti dei sistemi operativi moderni che si occupano (1) della gestione dei dispositivi di I/O (ad es., il sotto-sistema di I/O), (2) della gestione della memoria di massa (ad es., i file system), e (3) della virtualizzazione delle risorse hardware (ad es., gli hypervisor).

* Capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicare i principi generali in un sistema reale.

* Autonomia di giudizio: valutare autonomamente, in termini di efficienza di gestione e di prestazioni, le migliori tecniche per la gestione dei dispositivi di I/O e della memoria secondaria, e quelle per la virtualizzazione.

* Abilità comunicative: comunicare e spiegare i principi fondamentali dei sistemi operativi legati alla gestione
dei dispositivi di I/O e della memoria di massa, e alla tecniche per la virtualizzazione delle risorse hardware.

* Capacità di apprendere: acquisire quelle conoscenze metodologiche necessarie per valutare e utilizzare tecniche per la gestione dei dispositivi di I/O e della memoria secondaria, così come tecniche per la virtualizzazione delle risorse hardware, non affrontate nel corso.