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Architettura di un elaboratore Informatica à info rmazione + autom atica Informatica = trattamento o elaborazione automatica dell’informazione. Si parte dall’ informazione = come rendere comprensibile l’informazione del mondo quotidiano all’interno di un elaboratore, codificarla. L’informazione corrisponde a dei dati e delle istruzioni. Automatica = vedere il principio di funzionamento delle varie componenti della macchina. Elaborazione = scrivere codici, risolvere problemi tramite algoritmi e linguaggio di programmazione. Computer (punto di vista logico) = dispositivo digitale che prende operazioni ad alto livello, articolate e complesse e le scompone in una serie di azioni molto più lunghe e molto più semplici. Il processore, il cervello della macchina, sa fare solo operazioni molto semplici. Computer (punto di vista fisico) = insieme di circuiti, insieme di transistor à interruttore che, invece di essere azionato dalla mano dell’uomo, viene azionato da delle correnti. I computer capiscono solo due stati à c’è (1) e non c’è (0). Elaborano sequenze di 0 e 1 quindi l’informazione è rappresentata da sequenze binarie.
- Dipende dai principi fisici che si adottano, a livello elettronico il c’è significa che c’è un passaggio di corrente invece il non c’è significa che non c’è un passaggio di corrente.
- A livello magnetico , il c’è significa che è presente un campo magnetico mentre il non c’è significa che non è rilevante.
- A livello ottico , il c’è significa che il laser viene puntato sulla superficie del disco mentre il non c’è significa che questo raggio di riflessione non avviene. L’entità minima di informazione all’interno di un elaboratore si chiama bit (binary digit – cifra binaria). Per poter far elaborare l’informazione ad un calcolatore bisogna codificarla nel linguaggio binario, cioè digitalizzarla. Con un bit posso rappresentare due informazioni à 0 e 1. Si raggruppano i bit, una sequenza di 8 bit prende il nome di byte. Se in un bit posso avere due stati diPerenti, in un byte riesco a rappresentare 256 stati possibili (2^8 ). Si creano dei multipli kilo, mega, giga, tera, peta ed exa. Sistema internazionale di misura è International Electrotechnical Community. Nella macchina cambia l’unità di misura, non si usa il 10 ma il 2. Ambiguità tra SI (Sistema di Gestione della Sicurezza delle Informazioni) e IEC Dischi fissi SI (produttori): 120 GB = 120'000'000'000 byte
IEC (utenti): 120 GB = 120x 230 = 128'849'018'880 byte La diPerenza è del 7.37% 120 GB = 111.76 GiB. Telecomunicazioni SI: velocità di trasmissione dei dati lungo una rete di 100 megabit/secondo = 100x10^6 bit/secondo. Utenti: velocità di trasmissione dei dati lungo una rete di 100 megabit/secondo = 100x2^20 bit/secondo. Codifica e decodifica Codifica = passaggio che porta dal mondo reale, in cui ho l’informazione, al doverla esprimere su un supporto fisico. Dispositivo bistabile = macchine in cui ci sono solo due stati, 0 e 1. 10 è la codifica della parola dieci scritta in lettere. La decodifica è 0x10^0 1x10^1. Come rappresentare informazioni in una macchina? Noi codifichiamo i numeri naturali, i caratteri, cenni sulle immagini e cenni su suoni. CODIFICA à la macchina ha la base 2 non la base 10. Sistema decimale Sistema binario 0 000 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6 110 7 111 Data una stringa (concatenazione di numeri) binaria è possibile ottenere il corrispondente numero decimale moltiplicando ogni bit della stringa per la potenza di 2 corrispondente all’indice della cifra considerata e sommando tutti i risultati. 101100 in base 2 lo vogliamo decodificare = qual è il numero naturale che, messo in macchina, ottiene questa forma? 0x2^0 + 0x2^1 + 1x2^2 + 1x2^3 + 0x2^4 + 1x2^5 = 4+8+32 = 44 Dato un numero decimale, è possibile passare al corrispondente numero binario tramite una serie di divisioni successive per 2, nelle quali si considerano tutti i resti ed il quoziente finale. 18/2 = 9 resto 0 9/2 = 4 resto 1 4/2 = 2 resto 0 2/2 = 1 resto 0 1/2 = 0 resto 1
La distanza tra la lettera maiuscola e quella minuscola è la stessa per tutte le lettere. Le lettere maiuscole hanno un codice più piccolo rispetto alle lettere minuscole. Conversioni automatiche di tipo (passare da carattere a numero) à togliendo la codifica ASCII dello 0 alla codifica di un carattere ASCII preso a caso mi dà il numero corrispondente. Informazione analogica Codifica analogica à ogni configurazione è lecita dal punto di vista informazionale e quindi risulta possibile distinguere il rumore del segnale. Rappresentazione del segnale con dati continui mantenuti originalmente. Informazione contenuta nei segnali stessi. Codifica digitale à un valore binario è associato a un insieme di configurazioni valide quindi si può riconoscere il rumore che porta in configurazioni non lecite e trascurare il rumore che non fa uscire il segnale dall’insieme associato alla stessa configurazione. Trasformazione delle informazioni in una sequenza di bit che può essere elaborata da un computer. Informazione codificata in bit. Immagine Immagine = insieme di informazioni che varia in continuità nello spazio. Suono = informazione che varia in continuità nel tempo. Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formata righe orizzontali e verticali a distanza costante. Pixel = elemento di un’immagine. Per ogni pixel si prende un elemento rappresentativo dell’immagine in quel quadratino. La rappresentazione della figura sarà data dalla stringa binaria à 0000000 0111100 0110000 0100000 Se questa stringa è riconvertita in immagine si ottiene:
Quella che si ottiene nella codifica è un'approssimazione della figura originaria. La rappresentazione (decodifica) sarà più fedele all'aumentare del numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini della griglia in cui è suddivisa l’immagine. Digitalizzazione delle immagini Se ogni pixel lo codifico con un bit le immagini che ottengo sono in bianco e nero. Se codifico le immagini con diverse sfumature di grigio devo aumentare i bit, per ogni pixel si stabilisce il livello medio di grigio cui viene assegnata convenzionalmente una rappresentazione binaria. Se usiamo quattro bit possiamo rappresentare 2^4 = 16 livelli di grigio ecc. Per codificare le immagini a colori si individua un certo numero di sfumature di colore diPerenti e si codifica ogni sfumatura mediante un’opportuna sequenza di bit. Se voglio un’immagine a colori aggiungo un byte per il rosso = 2^8 bit, uno per il verde = 2^8 bit e uno per il blu = 28 bit. Trasparenza di un colore à aggiungo un byte = 2^8 bit. La rappresentazione di un’immagine mediante la codifica dei pixel viene chiamata codifica bitmap. Il numero di byte per codificare un’immagine dipende dalla risoluzione e dal numero di colori che ogni pixel può assumere. Formato dell’immagine
- Header = dimensioni spaziali dell’immagine (righe colonne), numero di bit per pixel, cosa rappresenta un valore numerico ecc.
- Immagine Le immagini di tipo bitmap prevedono due fasi: campionamento e quantizzazione. Campionamento = suddivisione in pixel per ognuno dei quali si deve prelevare un campione che si considera rappresentativo del colore di tutto il sottoinsieme. Quantizzazione = codifica del colore associato a ogni pixel. Numero di bit o byte che metto dietro ciascun pixel per ottenere colori o trasparenze. 8 bit per ogni RGB (red-green-blue) e 8 per la trasparenza. Proprietà
- Risoluzione = numero di pixel contenuti nell’unità di misura considerata.
- Profondità = numero di bit dedicati ad ogni pixel per descrivere il colore.
Formato di un file = sigla come pdf, jpg ecc.
Automatica = la macchina, l’hardware L’informatica prevede due sottocategorie: hardware (insieme dei componenti fisici) e software (insieme dei programmi che consentono al calcolatore di operare e di elaborare i dati). Hardware è la componente fisica mentre Software è la componente logica.
- I programmi e i dati sono organizzati in file.
- Un file è un archivio organizzato secondo un certo criterio e residente in memoria.
- I file di dati contengono informazioni (testi, numeri, immagini, suoni).
Componenti del calcolatore
• Unità centrale di elaborazione ( CPU ) à processore, cervello.
• Memoria centrale ( RAM) à contiene i programmi e i dati che l’unità centrale deve elaborare.
• Memoria di massa à contiene grosse quantità di dati in modo permanente.
• Dispositivi di Ingresso Uscita ( I/O ) à mouse, tastiera, microfono e di uscita la stampante, lo
schermo.
- Dispositivi di collegamento ( Bus ).
- CPU : esegue istruzioni per l’elaborazione dei dati e svolge funzioni di controllo.
- Memoria centrale RAM : memorizza e fornisce l’accesso a dati e programmi in esecuzione.
- Memoria di massa: memorizza permanentemente i dati e i programmi. Prevede accessi in lettura e scrittura.
- Interfacce di ingresso e uscita: componenti di collegamento con le periferiche del calcolatore.
- Bus : svolge funzioni di trasferimento di dati e informazioni di controllo tra le varie componenti funzionali. Programma : specifica univoca di una serie di operazioni che l’elaboratore deve svolgere ed è costituito da una sequenza ordinata di istruzioni macchina. Il ruolo del processore è quello di eseguire programmi in linguaggio macchina. La CPU o microprocessore è un chip integrato costituito da una piccola piastra di silicio sulla cui superficie sono stati creati milioni di transito miniaturizzati.
Le successioni di istruzioni che la CPU è in grado di interpretare, scritte in linguaggio macchina, sono eseguite in base ai seguenti principi:
- Dati e istruzioni sono memorizzati in una memoria unica ( RAM ) che permette sia la scrittura che la lettura;
- I contenuti della memoria RAM sono indirizzati in base alla loro posizione indipendentemente dal tipo di dato o istruzione contenuto à accesso all’informazione diretto.
- Le istruzioni vengono eseguite in modo sequenziale. La memoria contiene almeno due tipi di informazioni: la sequenza di istruzioni e l’insieme di dati. Indirizzo della RAM = dove si trova l’informazione. Contenuto della RAM = quello che c’è scritto. RAM è una memoria elettronica che ha un accesso all’informazione diretto cioè si impiega lo stesso tempo per recuperare l’informazione indipendentemente dalla posizione in cui si trova. Può essere all’indirizzo 0 o 20.
- Accesso sequenziale à per accedere ad un’informazione devo prima ascoltare tutta
l’informazione precedente.
- Accesso misto all’informazione à dischi in vinile, dischi magnetici.
Le istruzioni sono scritte in linguaggio macchina, cioè numeri 0 e 1. Parti della CPU Data path (ALU: unità aritmetico-logica) composto da una serie di circuiti per fare operazioni aritmetiche e logiche e si occupa dell’elaborazione dei dati. Ci sono una o più ALU e i registri = celle interne alla CPU che devono contenere l’istruzione da eseguire, i dati da elaborare e le informazioni accessorie.
- Legge i dati contenuti all’interno dei registri generali, esegue le operazioni e memorizza il risultato in uno dei registri generali.
- Ci sono circuiti in grado di eseguire la somma di due numeri binari contenuti in due registri e di depositare il risultato in un registro e circuiti in grado di eseguire il confronto tra due numeri.
- In alcuni elaboratori oltre alla ALU si può avere un processore specializzato per ePettuare operazioni matematiche particolari, il coprocessore matematico.
Funzioni delle memorie
- Essere di supporto alla CPU fornendo dati e istruzioni rapidamente come RAM e registri: Elettronica: veloce, costosa e volatile.
- Archivio: deve consentire di archiviare dati e programmi conservandoli anche dopo elevati periodi di tempo. Magnetica, ottica ed elettronica: non volatile, economica e molto lenta. La memoria centrale (RAM) mantiene l’informazione, se e solo se, alimentata da corrente elettrica altrimenti il contenuto viene totalmente perso. Memoria di massa funziona da archivio. Le memorie si basano su leggi fisiche come volatilità , velocità , costo (per bit), capacità , densità e modalità di accesso : diretta, sequenziale e mista. La velocità prende in considerazione 3 aspetti:
- Access time: intervallo di tempo tra il momento in cui una richiesta di accesso dalla CPU arriva alla memoria e l’istante in cui la memoria termina il proprio compito.
- Tempo di ciclo dato dal tempo di accesso + il tempo necessario prima che possa iniziare un successivo accesso alla memoria.
- Transfer rate: quantità di dati trasferiti nell’unità di tempo. Memoria ROM (read only memory) è una “memoria di sola lettura” il cui contenuto è stato registrato in fase di costruzione del computer e non può essere modificata. Ogni volta che viene acceso il computer si esegue un piccolo programma contenuto nella ROM che:
- identifica il processore.
- controlla la quantità di RAM e ne verifica il funzionamento.
- ePettua test diagnostici di base e controlla lo stato delle periferiche collegate.
- legge il settore dell'hard disk in cui sono contenute le istruzioni per l'avvio del sistema.
- carica nella memoria principale (RAM) la parte principale del sistema operativo (kernel). o ROM : elettronica, permanente e di sola lettura. o PROM : elettronica, permanente, programmabile un’unica volta tramite impulsi elettrici. o EPROM : elettronica, permanente, cancellabile tramite raggi ultravioletti e riprogrammabile con attrezzatura specifica. o EEPROM : elettronica, permanente, riprogrammabile tramite impulsi elettrici. o Flash : elettronica, permanente e riprogrammabile. -- Hardware Ogni dispositivo elettronico ha una memoria à più la memoria è grande più è lenta. Dimensione e velocità sono inversamente proporzionali.
Le memorie più veloci sono quelle in punta e sono le più piccole. I registri sono le memorie presenti nella CPU e sono più veloci perché sono dentro il processore. Quando il processore deve elaborare delle informazioni lo fa direttamente sui registri, hanno una corsia preferenziale (bus) molto veloce. I registri sono meno di mille byte ma sono velocissimi 1nsec. Esistono due tipo di registri: registri speciali e di uso generale. Sotto i registri c’è la cache à un pezzo di memoria che sta dentro la RAM con accesso privilegiato molto veloce. Memoria cache è presente nelle stampanti. Sono circa 1-2mega e la velocità è la metà della velocità dei registri, 2nsec. Dentro ci sono i programmi e le utility che utilizziamo più frequentemente. Main memory è la RAM che si colloca nel mezzo, è veloce, 10nsec. La RAM oggi è 8 giga circa. Dischi magnetici come hard disk con capacità di 1-2 tera molto lento 10msec. Immagazzinamento di grosse quantità di dati sono i nastri magnetici e sono molto lenti. RAM (Random Access Memory) è organizzata da celle che contengono parole, ogni cella è fatta da 8, 16, 32 bit. A queste celle è associato un numero, se voglio recuperare l’informazione in quella cella lo faccio tramite quel numero. Ogni cella è collegata con un piccolo bus alla scheda madre. La RAM è Random perché se scelgo a caso una qualsiasi cella il suo tempo di accesso è uguale. È una memoria veloce e volatile à quando spengo il computer tutto ciò che è scritto nella RAM scompare. Nella RAM c’è un pezzo di memoria che ha dei bus ancora più veloci che si chiama cache. La memoria centrale, il bus ed il processore lavorano a velocità diverse. Per accelerare questa interazione si impiega una memoria ad alta velocità tra processore e memoria centrale detta CACHE. ROM (Read Only Memory) è una memoria di sola lettura che si trova nella scheda madre, contiene il BIOS (Basic Input/Output System) è un software che si trova nella scheda madre. Ogni volta che viene acceso, il computer esegue un programma contenuto nella ROM che: identifica il processore, controlla la quantità di RAM e ne verifica il funzionamento, esamina l’hard disk ed eventuali periferiche aggiuntive e legge il settore dell’hard disk in cui sono contenute le istruzioni per l’avvio del sistema. La parte della ROM che avvia il sistema è detto BIOS (Basic Input/Output System). In fase di avvio del PC il programma di boostrap ePettua test diagnostici di base e controlla lo stato delle periferiche collegate, per permettere il caricamento del sistema operativo (POST: Power-On Self Test) e carica nella memoria principale (RAM) la parte principale del sistema operativo (kernel). ROM è un acronimo per un gruppo di memorie, ci sono anche altre memorie ROM come dvd e cd ROM (non riscrivibile). È una memoria di massa o secondaria non volatile, ha una capacità di memorizzazione permanente e utilizza 2 modi per memorizzare le informazioni:
- Utilizzando la magnetizzazione della superficie (hard disk)
- Utilizzando un laser, una scrittura o lettura ottica (cd e dvd) Hard disk à ho una sostanza che può essere magnetizzata, sostanze ferro-magnetiche. In un punto cambio la polarità della magnetizzazione per immagazzinare i due bit (non polarizzato = 0, polarizzato = 1). Ho fisicamente memorizzato, tramite la magnetizzazione, un bit e ripeto questo su tutto il disco.
DVD à quando il detettore vede il raggio laser legge 0 (superficie piana - plane), quando invece il detettore non vede il raggio laser legge 1 (superficie con buco – pit). I CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) sono supporti ottici per la memorizzazione dei dati. Dopo essere registrati una prima volta con un masterizzatore, possono essere utilizzati solo per la lettura delle informazioni memorizzate. Si basano sul principio che una volta che faccio un buco non si può cancellare. Come si riscrive in un CD con dei buchi già presenti? Utilizzo due raggi laser in cui il primo fonde la parte del cd dove devo riscrivere e diventa liquida e i buchi vengono riempiti mentre il secondo raggio fa di nuovo i buchi. Supporto digitale per la musica. I bit sul CD-ROM sono codificati come aree incise (pit) e aree non incise (land) sulla superficie del disco. Per leggere l’informazione si usa un laser di bassa potenza; i pit e i land hanno angoli di rifrazione diversi e perciò si possono distinguere. Capacità di un CD è di 650-750 megabyte. DVD-ROM (Digital Versatile Disk) sono supporti ottici per la memorizzazione dei dati. Hanno capacità maggiore dei CD con 4,7 GB. Supporto digitale per interi film. Drive = hardware, pezzi fisici dispositivo che si attacca al computer. Driver = software, sono dei programmi che permettono la gestione del drive. Drives sono sportelli in cui si inseriscono floppy disk o CD e contengono una testina di lettura/scrittura tramite cui avviene il trasferimento dei dati fra disco e macchina. Dispositivi di ingresso/uscita à dispositivi coinvolti quando nel diagramma di flusso utilizziamo il parallelogramma (tastiera, mouse, microfono – entrata) (casse, stampante – uscita). La funzione primaria è quella di consentire l'immissione dei dati all'interno dell'elaboratore (input), o l'uscita dei dati dall'elaboratore (output). Hanno limitata autonomia rispetto al processore centrale. Sono collegati a dei circuiti (CONTROLLER) che gestiscono il coordinamento tra processore, memoria e dispositivi in modo da garantire il corretto trasferimento di dati. Mouse permette di trasferire un movimento su base solida lineare in uno analogo da parte di un indicatore sullo schermo del monitor detto puntatore. Lo spostamento fisico del mouse viene comunicato al processore, che produce lo spostamento della freccia sul video. Una volta raggiunta la posizione desiderata, premendo uno dei pulsanti del mouse si genera un segnale in input.
- Mouse meccanico : rotazione di una sfera viene trasmessa ai sensori del processore.
- Mouse ottico : utilizzavano un LED e un trasduttore ottico-elettrico (fotodiodo) per rilevare il movimento relativo alla superficie di appoggio. Oggi hanno un chip per l’elaborazione dell’immagine.
- Mouse laser : sono mouse ottici che utilizzano un laser per illuminare il piano d’appoggio e si ha una migliore risoluzione nell’acquisizione dell’immagine. La tastiera non ha capacità di elaborazione, è un ingresso cieco, può solo avvertire il processore ogni volta che un carattere è disponibile in ingresso. Dispositivo di ingresso a carattere. Il sistema preleva un carattere, lo deposita in una memoria temporanea e passa i dati di input raccolti al programma. La tastiera è utilizzata insieme ad un dispositivo di output su cui vengono visualizzate le informazioni.
Monitor è una matrice di punti illuminati con diversa intensità à caratteristica: risoluzione = quanti pixel ha il monitor. 640x480 ha 640 righe e 480 colonne, l’intersezione riga-colonna è un pixel. Il display è il dispositivo elettronico per la visualizzazione e ci sono diverse tipologie:
- a tubo catodico: detti video CRT (Cathod Ray Tube)
- al plasma
- a cristalli liquidi: detti video LCD (Liquid Cristal Display)
- a LED L’immagine che vediamo sul video viene memorizzata in una memoria specializzata detta MEMORIA VIDEO (VRAM) che è parte del controller. Scheda madre è un grande circuito stampato in cui si collegano le varie parti.
- Pila che va cambiata solo dopo tanto tempo.
- Orologio di sistema deve rimanere sempre attivo.
- Chip del BIOS.
- Slot (gialle) per la RAM.
- Dissipatore che serve per dissipare calore perché scheda madre e processore scaldano molto.
- Ventole esterne per circolare l’aria.
- Slot per il processore che, a seconda del processore, cambia. Schede di espansione à espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni. Scheda video su cui si connette il monitor, scheda audio e per le connessioni dirette alla rete occorre dotarsi di una scheda di rete. Stampanti
- Laser : stampano velocemente e silenziosamente, oPrendo la migliore qualità di stampa.
- A getto d’inchiostro : la stampa avviene spruzzando sulla carta un sottile getto d’inchiostro liquido. Sono più lente, ma anche più economiche e di dimensioni più contenute.
- Ad aghi : utilizzano una serie di piccoli aghi con inchiostro per formare scritte. Porte dell’unità centrale
- La porta parallela consente il transito in una sola direzione: dal computer alla periferica. Viene quindi usata quasi esclusivamente per il collegamento con le stampanti.
- La porta seriale: collegamenti con periferiche attive, come mouse e modem.
- La porta seriale USB permette di collegare dispositivi (scanner, stampanti) senza dover configurare e riavviare il computer. Inoltre, sono molto veloci.
- La porta Serial ATA (SATA “Serial Advanced Technology Attachment”), è generalmente utilizzata per connettere hard disk o drive ottici. Ha grande velocità, cavi meno ingombranti e possibilità di hot swap. Gli hard disk esterni di ultima generazione possono essere collegati al computer tramite l'interfaccia ESATA oltre alla classica porta USB 2.0, la porta USB 3.0 o la più moderna USB 3.1. Il software è di due macro-tipi à sistema operativo (Windows, Linux, IOS) o software applicativo (programmi come Word, Excel).
- evitare, prevenire e risolvere i deadlock. Uno dei compiti principali del sistema operativo riguarda la gestione dei processi. Sistemi monoprogrammati o mono-tasking à è possibile eseguire un solo programma alla volta, devono essere eseguiti in modo sequenziale e si può mandare in esecuzione un programma solo quando quello precedente ha terminato l’esecuzione. Il gestore dei processi schedula il lavoro della CPU sui vari processi eliminando i tempi morti. Qualunque processo P alterna fasi di esecuzione a fasi in cui è bloccato in attesa di qualche evento esterno. Un processo può essere in attesa di terminazione di un’operazione di input di dati oppure in attesa di poter usare una risorsa in quel momento occupata. La velocità di elaborazione di un calcolatore (quindi il tempo in cui un processo è in esecuzione) è dell’ordine del milionesimo di secondo, quindi molto minore dei tempi di lavoro delle periferiche di input/output, a volte dell’ordine di secondi, o addirittura i tempi di reazione umana. Quando il processore è in attesa o inutilizzato si chiama stato idle del processore. Multi-tasking à più programmi vengono eseguiti contemporaneamente sullo stesso processore. Il numero di processi attivi viene detto grado di multiprogrammazione del sistema. Dal punto di vista del processore, in ogni istante vi è un solo processo in esecuzione. Se l'alternanza tra i processi è frequente (ad esempio ogni 10 millisecondi), l'utente ha l'impressione che l'esecuzione dei programmi sia veramente simultanea. La CPU e il gestore dei processi cambiano lo stato del processo à 3 stati diversi: in esecuzione (la CPU funziona sopra), in attesa (aspetta input dell’utente) e sospeso (non viene utilizzato). Si passa ciclicamente da uno stato all’altro e chi fa passare è il gestore dei processi. La politica di gestione in cui il barista divide il suo tempo tra i vari clienti assegnando a ciascuno un certo intervallo di tempo è implementata nei S.O. multi-tasking e prende il nome di Round-Robin. La politica di gestione in cui il barista serve in modo sequenziale i vari clienti viene chiamata FIFO (first in first out). Gestore della memoria principale (RAM) La memoria principale è un grande insieme di parole, ognuna identificata univocamente con un indirizzo, e può considerarsi come un deposito di dati velocemente accessibili da CPU e dispositivi di I/O. Tale memoria è volatile e perde i dati in caso di system failure. Il SO è responsabile delle seguenti attività:
- Tiene traccia delle aree di memoria correntemente utilizzate e dei rispettivi utenti.
- Decidere quale processo caricare in memoria quando dello spazio si rende disponibile.
- Allocare o liberare (deallocare) spazio in memoria, a seconda delle richieste.
Gestore della memoria secondaria (hard disk) Poiché la memoria principale è volatile e troppo piccola per contenere tutti dati ed i programmi permanentemente, il calcolatore deve prevedere anche una memoria secondaria, di supporto a quella principale. La maggior parte dei calcolatori utilizza dischi come supporti di memoria secondaria, per memorizzare sia dati che programmi.
- Guarda in che aree allocare un file.
- Gestisce lo spazio libero.
- Schedula i dischi (in quali dischi inserire le cose). Questo gestore è importante perché facendo cose diverse e salvandole nell’hard disk, il gestore della memoria secondaria frammenta i file e li mette nell’hard disk (ci vuole tempo per ricomporli tutti). La frammentazione la possiamo deframmentare con un programma Defrag che, tramite il gestore della memoria secondaria, prende i file sparsi e li compatta in celle successive. Gestore del sistema di I/O Il SO gestisce le operazioni sulle periferiche di I/O tramite:
- un sistema di memoria a buPer (buPer: area di memoria usata per conservare temporaneamente i dati da trasferire ad un dispositivo)
- l’interfaccia per il gestore del dispositivo di I/O (interface driver)
- i driver stessi per ciascun dispositivo di I/O (controller). Tramite i driver permette di gestire le periferiche come stampati e mouse. Gestore dei files File è una collezione di informazioni correlate, un insieme di byte che codificano una certa entità logica organizzati secondo un formato e memorizzati su supporto di memoria secondaria. Il SO è responsabile di:
- creazione e cancellazione di files
- creazione e cancellazione di directory
- supporto di primitive (semplici funzioni o programmi) per la gestione di files e directory
- allocazione di files in memoria secondaria
- salvataggio di dati su supporti non volatili. Permette di creare un file, rinominare, cancellare, spostare e anche organizzarli. Si organizzano in una struttura ad albero chiamata File System. Ogni file è identificato da un percorso lungo quest’albero. Un insieme di operazioni minimali, presente in tutti i sistemi, è il seguente:
- creazione di un file
- cancellazione (rimozione) di un file
- copia di un file
- visualizzazione del contenuto di un file, ad esempio, sul video del terminale o in una finestra sul video
- stampa di un file
- lettura e modifica del contenuto di un file
