18 Aug 2019 - 07:31--=[Computer]=----=[Computer]=----=[Musica]=----=[Musica]=----=[Geometra]=----=[Geometra]=----=[Download]=----=[Download]=----=[Link]=----=[Link]=----=[Articoli]=----=[Articoli]=--
Indice Computer Computer/ Software/ Sistema operativo/


Il sistema operativo è il principale componente software di base, che ha le seguenti funzionalità:

  • fornisce all'utente una interfaccia per usare e gestire il calcolatore in modo semplice;
  • è responsabile della gestione delle risorse del calcolatore, e in particolare di come le risorse vengono allocate alle applicazioni e del'ottimizzazione del loro uso


Si consideri, ad esempio, un utende che vuole avviare l'esecuzione di un programma:
  • la richiesta di esecuzione di un programma può avvenire facendo doppio clic sull'icona del programma sul desktop ( scrivania ) del calcolatore, il desktop del calcolatore fa parte dell'interfaccia grafica del sistema operativo
  • per avviare l'esecuzione del programma il sistema operativo svolge le seguenti attività:
    • individua il codice eseguibile del programma ( memorizzato sul disco );
    • alloca al programma risorse necessarie per la sua esecuzione ( ad esempio una certa quantità di memoria centrale );
    • carica il codice eseguibile del programma in memoria centrale;
    • avvia il programma



Architettura di un sistema operativo

I sistemi operativi hanno una struttura complessa, una possibbile architettura e descritta, in modo semplificato, dalla seguente figura:

Architettura os

Le diverse componenti di un sistema operativo hanno, tra l'altro, lo scopo di gestire e virtualizzare le diverse risorse del calcolatore, ovvero di renderle più semplici da utilizzare da parte dei suoi utenti. Per utenti del sistema operativo si intendono sia gli utenti finali ( ovvero, le persone che utilizzano il calcolatore tramite il sistema operativo ) che i programmi applicativi ( che durante la loro esecuzione hanno bisogno di utilizzare risorse del calcolatore ). Le risorse gestite dal sistema operativo sono i processori, la memoria, le periferiche, le memorie secondarie, l'interfaccia utente. Gli utenti finali del calcolatore interaggiscono in modo diretto solo con l'interprete comandi del sistema operativo, che è il componente più esterno del sistema operativo.


Nucleo o Kernel

Il nucleo del sistema operativo ( o kernel )è il componente del sistema operativo più complesso, che in particolare è responsabile della gestione della risorsa unità di elaborazione ( processore ) e dei processi ( ovvero, dei programmi in esecuzione ). Al disotto del nicleo esiste fisicamente un solo processore, quindi il calcolatore potrebbe svolgere un solo programma alla volta. Il nucleo ha ( tra l'altro ) lo scopo di definire tanti processori virtuali, uno per ciascun programma che si vuole eseguire, ciascun processo in esecuzione ha l'impressione di essere l'unico processo eseguito dal calcolatore; il nucleo ripartisce la capacità di elaborazione dell'unico processore reale tra i tanti processori virtuali. Il nucleo gestisce anche l'eventuale presenza di più processori. Inoltre il nucleo fornisce un insieme di servizi di base di supporto agli altri componenti del sistema operativo.


Gestore della memoria

Il gestore della memoria è responsabile dell'allocazione dinamica della memoria centrale ai programmi in esecuzione, per ciascun processo viene allocata un'area di memoria virtuale per la sua esecuzione. Il gestore della memoria gestisce la corrispondenza tra le memorie virtuali e l'unica memoria reale. La dimensione della memoria virtuale può essere maggiore di quella reale, durante l'esecuzione di un programma, i dati e le istruzioni necessari al programma possono essere parcheggiati temporaneamente nella memoria secondaria.


Di solito la memoria virtuale è rappresentata da un file sul disco rigido, chiamato file di swap o swap file; sotto windows viene chiamato WIN386.SWP ( almeno, con windows millennium ). In windows per aumentare la memoria virtuale cliccare col tasto destro su "Risorse del computer", andare sulla scheda "Prestazioni" e cliccare sul bottone "Memoria virtuale" dovrebbe apparire una finestra come nell'immaggine sotto:

Swap

  • Scegliete "Impostazione manuale della memoria virtuale"
  • Selezionare il disco rigido dove il sistema operativo scriverà lo swap file (memoria virtuale), se in caso avete solo un hard disc dovrete memorizzarlo su C:\
  • Nel campo "Minima" potete lasciare zero
  • Invece nel campo "Massimo" le dimensioni del file di swap, di solito il doppio della memoria RAM o 512 Mb
N.B. Nell'esempio io ho dedicato un disco rigido (in realtà è una partizione) allo swap file ( è un'esagerazione, ma mi avanzava... ), questo non è obbligatorio. Di default lo swap file si trova nella cartella del sistema operativo. Non esagerate nelle dimensioni perchè se si usasse una memoria virtuale di dimensioni esagerate su un disco di dimensioni ridotte si rischierebbe di riempirlo, causando malfunzionamenti o in casi estremi danni fisici.
La memoria viruale di certo non può sostituire la memoria centrale (RAM), ma da un'aiuto non indifferente alle risorse di sistema. La memoria virtuale è più lenta della RAM perchè è scritta su un file, quindi, su una memmoria di massa o secondaria; come tutti sanno le memorie magnetiche o ottiche sono di gran lunga più lente delle memorie elettroniche.



Gestore delle periferiche

Il gestore delle periferiche adatta la modalità d'uso delle singole periferiche ( che possono essere estremamente diverse ) a quello di poche tipologie di periferiche virtuali. Ad esempio, un programma può usare una stampante senza conoscere i dettagli precisi di funzionamento della stampante fisicamente disponibile, in realtà ad usare la stampante non è il programma, come potrebbe sembrare, ma il sistema operativo attraverso il gestore delle periferiche. Il gestore delle periferiche per poter usare le periferiche ha dei file chiamati driver che gli "insegnano" come usare le diverse periferiche. Un driver è un adattatore ( converte ) di dati dal formato virtuale ( generico, qualsiasi tipo ) usato dai programmi applicativi a quello reale, cioè della periferica effettivamente in uso.


Gestore dei file

Il gestore dei file o file system è dedicato alla gestione della memoria secondaria ( dischi ), i dischi sono organizzati in superfici, cilindri e settori. Il gestore dei file consente l'uso della memoria secondaria mediante un'organizzazione logica in volumi, cartelle e file. Un file è una sequenza di dati di diemsioni variabili, con l'accesso sequenziale oppure casuale. Una cartella ( o direttorio ) è un contenitore di un insieme di file e cartelle. Un volume è un contenitore di file e cartelle, solitamente corrispondente ad un'unità disco. Inoltre, il gestore dei file permette di mostrare anche le periferiche come dei file, da cui è possibbile leggere e/o scrivere sequenze di dati.


Con riferimento al file system del sistema operativo Windows:
Un file è un contenitore logico di informazioni, caratterizzato da:
un contenuto, una sequenza di byte da interpretare opportunamente;
un nome, che consente l'identificazione ( il nome è composto dal nome del file e da un percorso, ad esempio: D:\documenti\foto\parigi.gif, in cui parigi.gif è il nome e D:\documenti\foto\ è il percorso ).
Il nome di un file è composto da due parti ( separate da un punto ), usando il file nell'esempio precedente ( Parigi.gif ), Parigi è scelto dall'utente; invece .gif si chiama estenzione ha la funzione di identificare il formato o l'applicazione con cui è stato creato, e quindi di consentire la corretta interpretazione del contenuto del file.
Si usano le estenzioni perchè ogni applicazione interpreta le sequenze di byte dei file in modo diverso ( esempio: .ppt per i file di power point, .wma per i file di windows media player. Questi file per poter funzionare devono essere aperti con questi programmi ), oppure ogni tipologia di file a una sua interpretazione (es: .txt formato di testo, .gif formato di immaggine. Questi file possono essere aperti da tutti quei programmi che supportano questi formati). L'estenzione serve ad assegnare ad ogni file l'applicazione adatta a leggere in modo corretto il file.



L'interprete dei comandi

L'interprete comandi è l'interfaccia utente del sistema operativo, definisce le operazioni che possono essere utilizzate direttamente dall'utente finale, chiamate comandi. Esempi di comandi sono: esecuzione di un'applicazione; apertura di un documento (eseguendo l'applicazione responsabile della manipolazione di quel tipo di documento).
L'interprete comandi può essere basato su una interfaccia a caratteri (come nei sistemi operativi Unix, ma anche nel "prompt dei comandi" di Windows), basato su una interfaccia grafica (come nei sistemi operativi Windows e nell'ambiente X Window di Unix).


Programmi di utilità

Il sistema operativo è corredato da un insieme di programmi di utilità, per la configurazione, l'ottimizzazione e la gestione ordinaria del sistema. Gestione degli utenti: per definire gli utenti, i gruppi di utenti e i diritti di accesso alle varie risorse. Gestione delle periferiche: ad esempio, programmi per l'installazione e la configurazione delle periferiche, nonchè programmi di utilità per la gestione dei dischi ( come l'utilità di formattazione e l'utilità di deframmentazione ). Gestione delle applicazioni: per l'installazione e la disinstallazione di programmi. Altri accessori: dall'editor di testi alla gestione dei servizi internet.
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