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ARCHITETTURA DEL COMPUTER (APPUNTI) CHE COSA È' UN COMPUTER ELABORATORE ELETTRONICO IN GRADO DI : * RICEVERE DATI IN INGRESSO; * ESEGUIRE AUTOMATICAMENTE OPERAZIONI SU DI ESSI; * RESTITUIRE | RISULTATI IN USCITA. (anovaRe: INSIEME DEI COMPONENI FISICI ( COMPONENTI ELETTRONICI, EDE, PERIFERICHE .. INSIEME DE COMPONENTI LOGICI, PROGRAVIVI (cPU(cENTRAL PROCESSING UNIT) IL MICRO! À LE DI ELABORAZIONE « El * LE OPERAZIONI VENGONO ATTIVATE DA SEGNALI ELETTRICI DERIVANTI DAL CLOCK LE DU DELLA CPU SONO: ° (ALU), CHE SVOLGE OPERAZIONI E; ° ic, CHE ESTRAE LE ISTRUZIONI DALLA MEMORIA, LE DECODIFICA E LE ESEGUE. «I REGISTRI SONO LE MEMORIE DI LAVORO DELLA CPU. BUS CANALE CHE PERMETTE ALLE COMPONENTI DEL SISTEMA DI "DIALOGARE" TRA LORO: . UL QUALE TRANSITANO LE INFORMAZIONI); . (ATTRAVERSO IL QUALE LA CPU DECIDE IN QUALE INDIRIZZO ANDARE A SCRIVERE O A LEGGERE INFORMAZIONI); * BUS CONTROLLI (PER COORDINARE LE ATTIVITÀ DEL SISTEMA). BASSO COSTO ELEVATA CAPACITÀ PERMANENZA DEI DATI VELOCITÀ BASSA Scanned with {SY CamScanner STA DAL COSTRUTTI PROGRAMMA DI BOOTSTRAP (CARICAMENTO.DEL.SISTEMA, OPERATIVO); AUTODIAGNOSTICA BIOS (BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM):.SISTEMA-GHE:GESTISCEsl» DISPOSITIVI:DIINPUT:E OUTPUT ORE * INSTALLATA DIRETTAMENTE SUL PROCESSORE O NELLE SUE IMMEDIATE VICINANZE SONO ACCESSIBILI GRAZIE ALLA PRECISIONE DEL DISCO E ALLA VELOCITÀ DELLA TESTINA SONO INFLUENZATE DA: e INNANZITUTTO IL TIPO CPU (O MEGLIO LA SUA ARCHITETTURA); L'ARCHITETTURA DELLA SCHEDA MADRE; LA QUANTITÀ E IL TIPO DI MEMORIA; IL TIPO E LA VELOCITÀ DEGLI HD; LA CONFIGURAZIONE DEL BIOS. PORTA PS/2 PORTA DI RETE PORTA VIDEO PORTE SERIALI PORTE PARALLELE USB (UNIVERSAL SERIAL BUS) A. PERIFERICHE DI INPUT (TASTIERA, MOUSE, MICROFONO...) B. PERIFERICHE DI OUTPUT (STAMPANTE, CASSE...) C. PERIFERICHE DI INPUT E OUTPUT (MEMORIE DI ARCHIVIAZIONE ESTERNA, MODEM) Scanned with {SY CamScanner ajenua» euowew: UN ew1515 IP snq 4 ow19UI Snq US PI NA eu197U) aupe> ‘esuniand quinzui 1051604 (opozzuo9 I | Fam opI6u 09s1p Fal d (021601 «ornaunUe gun) mv VSSVI 1A 3IBOMIN N43 azuedwezs csapiso) 3HDIY34I83d YLINN ‘sNg 30) 03OU ‘ONISOdSIp 013|e UN ZUEIPaLU EJEZZI|PaI a IWa}SISONOS NSaNb en aUoIssaUUO) ET ‘(euosn/0ssa18U] 0 Ìndino/Indul) 0/1 IP IANISOASIQ 13 ELOwWISIN BI '(NdI — BUOIZELOGR]a IP 3|EUSI EHUN 0) A10SS3I0IA 1 :1SSAUUOIA]UI LUA]SISORIOS III EP 0}INYISOI 3 UUBLUNIN UOA Ip CINN}ANYDIE IP 0||BPOwW || Scanned with {SY CamScanner Chapter 1 Appunti di sistemi operativi (SO) ‘utente) cd otti supporto per di risorse). Un sistema operativo può essere visto come un insieme gerarchico di macchine te (modello teorico di hardware o software, in grado di eseguire operazioni, memorizzarne il risultato e seguire il {lusso dell’algoritno) ciascuna delle quali poggia su quella sottostante strutturato nei seguenti livel! Programmi applicativi 5 = Interprete comandi (shell) 4- gestione File System 3- gestione Periferiche 2 = gestione Memoria 1 - Nucleo (Kernel) 1. Nîieloo (Kernel): GESTONCINISESSOR? creazione, avanzamento, conuni- cazione e sincronizzazione dei processi; gestione interrupt 2. Gestione: della memoria: WOnemEMOMITERIERAle è sua allocazione ai programmi in esecuzione 3. Gestione periferiche A. Gestione file system: gestione CIBI IAMINNANAR ci inassa 0 secon- daria Scanned with CamScanner 1.4. OVERHEAD DI SISTEMA 3 po” più avanti (in funzione, appunto, del suo li Ilo di priorità) 1.3.2. Multilevel Feedback 1 processi ‘pronti’ vengono inseriti in N code. La prima ha priorità massima e slice (ovvero il tempo trascorso il quale, se il processo è ancora in esecuzione viene bloccato) minimo, l’ultima ha priorità massima e slice massimo. (da coda 1 a coda N la priorità diminuisce e lo slice amuenta). I processi della i-esima coda vengono eseguiti quando le code precedenti sono vuote. 1.4 Overhead di sistema L'assegnazione della CPU a un nuovo processo Di rremeti si , la scelta del processo da avanzare e il caricamento dello stato di questo novo processo. Tl tempo di cambio di contesto è l'overlicad di sistema. Gli algoritmi di scheduling debbono essere efficienti, ma non eccessivamente complessi così da minimizzare i sumo della CPU da parte dell'algoritmo di scheduling stesso. e 1.5 Interrupt (richiesta di 1/O, fine time slice,...). A parte la richiesta di [/O, che viene fatta dal processo in esecuzione, gli altri eventi sono esterni alla CPU. Per segnalare tali eventi è previsto il meccanismo delle interruzioni (o interupt). Una interruzione è un segnale hardware che viene inviato dai vari dispos- itivi e periferiche alla CPU. Quando arriva una interruzione alla CPU, si ha l'automatica sospensione del processo in esecuzione sulla CPU. Scanned with CamScanner' CHAPTER 1. APPUNTI DI SISTEMI OPERATIVI 1.6 Gestione della memoria Ogni processo, per avanzare, necessita che il relativo programma risieda in memo) rogramma, in linguaggio macchina, è costituito da istruzioni c dati ’insieme degli indirizzi accessibili fisica- mente e costituisce è uno spazio astratto ndirizzi ituisce la memoria logica Ci limitiamo a studiare le seguenti: 1. Continua singola La memoria e divi: una ai partire dalla stessa, in due parti, una riservata al Il programma utente sara sempre caricato a 2. ‘Partizioni fisse. La memoria c divisa, al momento dell’installazione del SO, in partizioni fisse (non necessariamente uguali) ciascuna delle quali potra contenere un programma. so. Prog.1 Prog2 Prog3 Scanned with icanner'i CamS 2 CHAPTER 1. APPUNTI DI SISTEMI OPERATIVI (SECONDA PARTE) realizzata dai driver. dei programmi che ‘pilotano’ la periferica e che famo da interfaccia tra la periferica e i programmi che vi possono accedere richiamando il driver relativo. Scanned with @ CamScanner Chapter 1 Gestire i dati con i database 1.1 Informazioni preliminari possono essere manipolati da più programmi applicativi, sod- fabbisogni informativi di una specifica organizzazione. I dati. con la loro descrizione, sono gestiti da un unico sistema, chiam- ato DBMS (Data Base Management System), che ne permette la gestione e ne regola gli accessi. Si pensi ad un'agenzia bancaria. L'insieme dei dati relativi ai clienti, alle transazioni, ai conti, ai dipendenti, ecc. costituiscono la base dati. I dati memorizzati in archivi. Ovviamente, tra database e DBMS esiste una forte ione per cui spesso sî tende a confonderli, ma sono comunque due cose ben vrsc € distinte. E Si pensi ad un bambino che sta giocando con delle conchiglie disponendole in tn certo ordine, le conchiglie (entita che vengono manipolate) rappresentano il database. il bambino (colui che opera) rappresenta il DBMS. ) 1.2 Differenze tra DBMS e file system Il file system è un nucleo, costituito da programmi, presente in ogni sistema operativo, La sua funzione è quella di gestire le varie operazioni sui file; questa gestione non è visibile all'utente. infatti il file system opera direttamente al 4 Scanned with CamScanner' 1.5. LIVELLI DI ASTRAZIONE DI UN DBMS (INTRODUZIONE) 3 2. Tabellarpernecessa concorenito, harlarfunzione di permettere la gestione deltraffico di più richieste operati contemporaneamente sui medesimi dati. ; che ha il compito di metterli in relazione con le specifiche di definizione del mod- ello (contenute nella tabella di descrizione del database) e trasmetterli al Database Manager livello fisicortrasmettendoli al file system del sistema operativo non prima di aver fatto gli opportuni controlli sulla tabella di autorizzazione e sulla tabella di accesso concorrente. Tao Lage ce en Deseimone AI Data Database Manage ] _y° \Naa te lori EA 1.5 Livelli di astrazione di un DBMS (introduzione) Abbiamo accennato al fatto che il DBMS ha, tra le suc funzioni, quella di mantenere un modello astratto dei dati che consenta all'utente di concepire le informazioni secondo strutture riferite direttamente alle entità reali che i dati sono preposti a rappresentare. Abbiamo inoltre visto che spetta al DBMS, tramite il Database Manager, tradurre le operazioni ordinate dall'utente sulle strutture astratte in operazioni sui file. Abbiamo visto che l'attività del DBMS consiste nel ricevere comandi, met- terli in relazione con il modello dei dati, verificare l’eseguibilità e tradurli in operazioni sugli archivi. Nell’esecuzione di tali operazioni, il DBMS, così come ogni altro programma applicativo, dipende dal sistema operativo: per l'utilizzo concorrente delle risorse, per l’input/output a video o su stampa, per gli inter- venti in memoria di massa c così via. Scanned with CamScanner' A CHAPTER 1. GESTIRE I DATI CON I DATABASE 1.6 Le funzioni del DBMS Database Management System ovvero Sistema gestore della base dei dati) per capire che la princi- ord funzione di un DBMS è quella di ia per quanto riguarda aggiornamenti o ricerche effettuati sugli archivi. sia per le richiosto da parte di più applicazioni contemporancamente. La caratteristica principale del DBMS vvero di un'astrazione logica tramite la quale l'utente può vedere i dati non in termini di record, file, campi, bensì in termini di unità informative, direttamente riferibili agli oggetti della realtà descritti dall’informazione stessa. è possi! mett relazione (il concetto zione nasce dalla matematica, cd in particolare dalla teoria degli insiemi) i dati anagrafici ad cessi relativi c scrivere la seguente: (DIPENDENTI(Coguome, Nome, Datadinascita) Esempio 1.6.2. Supponiamo di volere stampare l'elenco dei dipendenti della ditta che hanno uno stipendio base superiore ad un certo ammontare. Operando tramite il DBMS è possibile mettere in relazione tra loro i dati anagrafici dei dipendenti (in questo caso il nominativo) con dati di tipo amministrativo (la paga base), registrati dal punto di vista fisico, in due archivi differenti. L'utente, tramite un’astrazione dei dati stessi. può combinare i valori ed operare solo sulla porzione di quelli che gli interessano; nel caso in esame opererà su una relazione relativa ai dipendenti con paga superiore all'ammontare indicato, effettuandone la stampa. Il linguaggio di interrogazione, o query language. fornisce inoltre il grosso vantaggio di permettere una consultazione interattiva della base di dati, senza dover redigere un programma apposito per ciascuna esigenza informativa. All'utente basta 10 per ottenere la risposta cercata. impostare il comando adeg 1.7 Perché utilizzare un DBMS siano numerosi. I DBMS sono sistemi gamma di operazioni relative alla gi in particolare si tratta di operazioni che sostituiscono il program- matore e arricchiscono la gestione precedente, ovvero permettono l'esecuzione di nuove funzioni, in basi di dati gia esistenti. aumentandone quindi il poten- ziale informativo senza che sia necessario aumentare la quantita di dati raccolti e memorizzati. Scanned with CamScanner MODELLI PER LA BASE DI DATI Figure 2.1: Modello gerarchico 2.2. Modello Reticolare Nel iodello reticolare le entità rappresentano i nodi le associazioni rappre sentano gli archi di uno schema a grafo orientato: si tratta di un'estensione del ‘modello di albero gerarchicoy essendo consentite anche associazioni tra entità che stanno in basso, c non solo dall’alto verso il basso come avviene nel modello gerarchico 2.3 Modello relazionale Esso vicne considerato attualmente il modello più semplice ed cellicace, perché è più ino al modo consueto di pensare i dati, e si adatta in modo naturale alla ificazione e alla strutturazione dei dati. Vedasi figura 2.2. Il linguaggio di interrogazione più comune di un DBMS è SQL (Structured Query Language) pertanto è un linguaggio per la gestione di database relazionali quindi assolve alle funzioni di DDL e di Data Manager Language. Scanned with CamScanner' 2.3. MODELLO RELAZIONALE conn MOVIMENTI RumSonte” NumSonte ] 9000) 9000 7000 7000 [_a500 7000 8100 = = = = 8000. CO EVOR/A00S |__Praî BE005- 2310 2810 31/08/2005 | Prei 536.00. Figure 2.2: Modello relazionale Scanned with CamScanner' 
