IL SISTEMA OPERATIVO

di Caterina Capitummino

Il Sistema Operativo è parte del software di base, l’insieme di quei programmi che permettono il funzionamento e la gestione delle risorse sia hardware che software.
Con il termine risorsa si intende un elemento che può essere hardware (CPU,memoria centrale) o software (dati,programmi).

Un sistema operativo:
• funziona da interfaccia tra l’utente e l’hardware della macchina, in modo che l’utente non debba interagire direttamente con l’elaboratore.
• gestisce le risorse del sistema (CPU,memoria centrale, periferiche, informazioni) rispettando le politiche di gestione.

FUNZIONAMENTO
Esistono molti tipo di sistemi operativi che hanno differenti caratteristiche e funzioni. Solo il nucleo del sistema operativo, ossia quei programmi che sono indispensabili per il funzionamento della macchina, è sempre residente in memoria centrale; gli altri moduli risiedono normalmente in memoria di massa e sono portati in memoria centrale al momento del loro utilizzo.

Esistono vari modi per classificare i sistemi operativi basati su diverse caratteristiche:

Elaborazione a lotti :
I dati necessari all’elaborazione vengono accumulati in una memoria ausiliaria per un certo periodo di tempo e poi elaborati tutti insieme.

Elaborazioni interattiva:
E’ possibile in questo tipo di elaborazione colloquiare con il programma in esecuzione, e i dati inseriti vengono elaborati il più presto possibile. Questa elaborazione è resa possibile da terminali che consentono all’utente di colloquiare con l’unità centrale (bottoni di comando..).
In sintesi possiamo dire che le elaborazione a lotti sono specifiche per elaborazioni periodiche (calcolo stipendi) mentre quella interattiva è specifica nei processi che richiedono un tempestivo e costante aggiornamento.

Sistemi in multiprogrammazione:
I sistemi operativi operano generalmente in multiprogrammazione, permettono cioè di allocare più programmi utente in memoria centrale e di ripartire fra questi l’uso delle risorse.
Quando un programma che impiega la CPU richiede un’operazione di I/O, l’elaborazione viene sospesa in attesa che termini l’I/O. Il processore, invece di attendere inattivo la fine dell’operazione viene assegnato a un altro lavoro.
Dall’esterno si ha l’impressione che più programmi vengano eseguiti contemporaneamente: in realtà, essendoci una sola CPU, un solo programma utente risulta in esecuzione in un certo momento.

Sistemi in time-sharing :
In un sistema di multiprogrammazione però se un programma non dovesse compiere operazioni di I/O monopolizzerebbe la cpu per questo i gestori della CPU seguono la regola del TIME-SHARING.
E’ stato introdotto il concetto del TIME-SLICE che è la quantità di tempo massima per cui la CPU può essere assegnata a un processo. Terminato questo periodo di tempo il sistema operativo, a seconda delle politiche di gestione della CPU, assegna il processore ad uno o all’altro programma.

L’utilizzo della CPU passa ad un altro utente quando:
 Il programma termina
 Il programma richiede un’operazione di I/O
 Il suo time-slice finisce

STRUTTURA GERARCHICA
Nella struttura del sistema operativo ogni gestore delle risorse costituisce un livello, ed esso nelle sue operazioni può richiamare ed utilizzare solamente i gestori che risiedono ad un livello inferiore.

 Livello 0: Macchina fisica (bare machine)-hardware: Le istruzioni della macchina stessa
 Livello 1: Nucleo del sistema operativo: Funzioni che permettono la ripartizione del processore tra i diversi programmi che sono allocati nella memoria centrale (gestione CPU)
 Livello 2: Gestione memoria centrale: Il memory management
 Livello 3: Gestione periferiche: moduli che gestiscono il controllo dei segnali e delle informazioni da e verso le periferiche
 Livello 4: gestione della memoria di massa: moduli che controllano l’accesso alla informazioni contenuti nella memoria di massa.
 Livello 5: utente

CARICAMENTO DEI SISTEMI OPERATIVI
I moduli del SO sono conservati nella memoria di massa a parte il Bootstrap (l’insieme dei controllo sulle componenti), che invece risiede nella memoria a sola lettura del computer (ROM). All’accensione del computer la CPU esegue il Bootstrap che a sua volta fa eseguire l’ IPL (Initial Program Loading) che carica il nucleo del sistema operativo nella memoria centrale.