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PORTALE DELLA DIDATTICA

Sistemi operativi

05CJCOA

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
46
Lezioni 30
Esercitazioni in aula 10
Esercitazioni in laboratorio 20
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Quer Stefano - Corso 1 Professore Associato ING-INF/05 30 10 10.5 0 8
Sterpone Luca - Corso 2 Professore Associato ING-INF/05 30 10 20 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/05 6 B - Caratterizzanti Ingegneria informatica
2018/19
L’insegnamento, presente nella Laurea in Ingegneria Informatica, è obbligatorio ed è collocato nel primo periodo didattico del terzo anno. Il modulo ha lo scopo di introdurre gli elementi di base dell'architettura dei sistemi operativi e di approfondire i concetti e le tecniche di programmazione concorrente. Esso permette di acquisire conoscenze specifiche ai sistemi operativi UNIX-like, con particolare riferimento ai sistemi Linux, approfondendone l'utilizzo dei comandi di utente e di amministrazione nonché la programmazione di sistema.
Mandatory course in the Bachelor Degree curricula in Computer Engineering, the class is held at the first semester of the third year. The main targets of the class are to present the basic elements of the operating systems architecture and to introduce the basic concepts and methodologies of concurrent programming. The course also illustrates how to manage an operating system by means of shell commands, filters, and shell scripts.
• Classificazione dei principali sistemi operativi moderni. • Funzionalità di base fornite da un sistema operativo. • Amministrazione di sistemi UNIX/Linux mediante utilizzo di comandi, shell, filtri e linguaggi di script. • Architettura di un sistema operativo visto come gestore e organizzatore delle risorse del sistema. • Gestione di processi e di thread, ovvero la capacità di utilizzare le tecniche principali per la creazione, la sincronizzazione e la terminazione di processi e di thread di esecuzione. • Utilizzo della programmazione concorrente per la risoluzione di problemi elementari. • Analisi di problemi classici di sincronizzazione.
• Classification of modern operating systems. • Main operating system functionalities. • Administration of UNIX/Linux systems by means of commands, shells, filters, scripts and scripting languages. • The architecture of an operating systems considered as a resource manager. • Process and threads manipulation, i.e., the ability to create, synchronize, terminate processes and threads. • Use of concurrent programming to solve simple problems. • Classical synchronization problems.
Le conoscenze propedeutiche al corso sono le seguenti • Conoscenza della sintassi (base e avanzata) del linguaggio di programmazione C. • Capacità di risolvere problemi di media complessità tramite la scrittura di programmi. • Conoscenza relative all'architettura di un sistema di elaborazione, con particolare riferimento alla struttura di un processore, all’organizzazione della memoria e ai tipi di dato. • Conoscenza del meccanismo di interruzione. • Fondamenti di un linguaggio assembler.
• Knowledge of the language C syntax. • Good programming skill in C language and the ability to solve problem by writing programs. • Knowledge of computer system architecture: in particular on the processor and memory organization an data type and structures. • Knowledge of the interrupt mechanism. • Basic on an assembler language.
• Architettura di un sistema operativo (3.0h) o Introduzione e classificazione dei sistemi operativi. o Struttura di un sistema operativo, risorse gestite e moduli principali. o Possibili organizzazioni di un kernel. • Gli aspetti base del sistema operativo Linux (6.0h) o Comandi utente. o Comandi per la gestione del sistema. • Gli aspetti avvanzati del sistema operativo Linux (5.5h) o Shell. o Linguaggi di script. • Il file system (3.0h). • Processi (11.0h) o Introduzione ai processi e alla programmazione concorrente. o Controllo avvanzato dei processi. o Segnali. o Gestione e comunicazione tra processi. • Thread (6.0h) o Concetti principali. o Differenze dai processi. o La libreria Pthread. • Sincronizzazione di processi e thread (7.5h) o Soluzioni software e hardware al problema della sincronizzazione. o Variabili e primitive semaforiche. o Problemi di sincronizzazione classici (produttore e consumatore, lettori e scrittori, filosofi, etc.). • Lo scheduling dei processi (1.5h). • Il problema dello stallo (1.5h).
• Operating system architecture (3.0h) o Operating system classification. o Structure of an operating system, managed resources and modules. o Possible organizations of the operating system kernel. • The Linux operating system (6.0h) o User commands. o System commands. • The advanced Linux operating system (5.5h) o Shell. o Script languages. • The file system (3.0h). • Processes (11.0h) o Introduction to processes and concurrent programming. o Advanced process control. o Signals. o Inter-process communication. • Threads (6.0h) o Main concepts. o Differences from processes. o The PThread library. • Processes and thread synchronization (7.5h) o Software and hardware solutions to synchronization. o Semaphore variables and primitives. o Classical synchronization problems (producer and consumer, readers and writers, philosophers, etc.). • CPU scheduling (1.5h). • Deadlock (1.5h).
Il corso è organizzato in lezioni, esercitazioni e laboratori. Non vi è alcuna distinzione formale tra ore di lezione e ore di esercitazione. Le esercitazioni, relative ai vari argomenti, sono svolte contestualmente alla trattazione della parte teorica. Il corso comprende inoltre circa 15 ore di esercitazioni assistite in laboratorio. L’attività di laboratorio comprende esercitazioni su quasi tutti gli argomenti trattati in aula. Tali esercitazioni sono svolte utilizzando il sistema operativo Linux e prevedono l’utilizzo dei comandi e dei linguaggi di shell, la scrittura di script e quella di programmi concorrenti in linguaggio C.
The course can be divided into theory lectures, practice lessons and laboratories. There is no formal distinction between theory and practice as almost all course topics involve theory and practice aspects developed during the classroom lessons by the teacher. Laboratories (about 15 hours overall) allow students to solve typical problems (with complex commands, filters, scripting or C programs on a Linux personal computer) and applying all theory and practice aspects analyzed during the classroom lessons.
• Materiale fornito dal docente o Trasparenze proiettate in aula. o Materiale utilizzato in laboratorio, con particolare riferimento alel eserctazioni di laboratorio e alle relative soluzioni. o Dispense e opuscoli su argomenti definiti. • Materiale (didattico e non) a disposizione sul World Wide Web. • Testi in forma cartacea o A. Silbershatz, P. Galvin, G. Gagne, " Sistemi Operativi. Concetti ed Esempi ", Pearson Education Italia. o A. S. Tanenbaum, “I moderni sistemi operativi”, Pearson Education Italia. o W.R. Stevens, S. A. Rago, "Advanced programming in the UNIX Environment", Addison-Wesley Publishing Company.
All lessons' handouts and laboratory exercises (with solutions) are available from the teacher or the course Web site. The World Wide Web is an excellent source of material for selected and specific topics. The reference texts, covering most, but not all, topics, are the following: • A. Silbershatz, P. Galvin, G. Gagne, “Operating System concepts”, John Wiley & Sons, Inc. • A. S. Tanenbaum, H. Bos, “Modern Operating Systems”, Pearson. • W. R. Stevens "Advanced programming in the UNIX Environment", Addison-Wesley Publishing Company.
Modalità di esame: prova scritta;
Non è previsto alcun esonero durante il corso. Le regole di accesso agli esami sono definite e descritte sulla “Guida dello studente” dell’anno accademico corrente e sugli eventuali successivi emendamenti della stessa. È indispensabile prenotarsi per ogni appello che si intende sostenere. L’esame del corso è costituito da un’unica prova scritta della durata di circa 100 minuti. Durante la prova non è ammesso l’utilizzo di appunti, libri di testo, né altro materiale (e.g., calcolatrice tascabile, cellulare, etc.) a parte le dispense predisposte dal docente sui vari argomenti (comandi Linux e linguaggio bash). La prova scritta comprende 6 domande: 3-4 domande relative alla parte più teorica del programma e 2-3 domande o esercizi relativi all parte più pratica (programmazione concorrente, comandi, shell e linguaggi di script). Il testo della prova include le domande e lo spazio per le risposte scritte e deve essere riconsesgnata al termine della prova. È possibile ritirarsi durante la prova scritta avvertendo il docente e non consegnando l’elaborato finale. La valutazione finale viene effettuata secondo i seguenti criteri: • Ciascun esercizio ha un peso uguale a 6 punti portando a un voto finale massimo pari a 36 (6x6=36). • Tanto la parte di teoria quanto la parte di programmazione hanno una soglia minima equivalente a circa il 50% del voto relativo a quella parte. La prova risulta superata se lo è tanto la parte di teoria quanto la parte di programmazione. • Il punteggio finale è pari alla somma dei punti acquisiti su ciascun esercizio.
Exam: written test;
The exam includes a written test. The test lasts 100 minutes and includes two parts: • 3-4 exercises and/or questions related to topics presented in the lectures. • 2-3 exercises and/or questions related to topics developed during the classroom and laboratory practices. Those usually involve concurrent programming, shell commands, script programs, etc. During the exam it is not possible to use any book or note but the cheat-sheet made available by the teachers on specific topics (shell command and shell script). The written test is evaluated as follows: • Each exercise has a weight equal to 6 points, with a final total mark of 36 (6x6=36) • Both the theory and the practice parts have a threshold equal to about 50% of the corresponding global mark. The exam is passed only if both parts receive a pass grade. • The final mark is equal to the sum of all exercise marks.


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