Sistemi Operativi

Front 1

Un Sistema di Elaborazione dell’Informazione (o Elaboratore Elettronico o Computer) è

Back 1

Una macchina digitale, elettronica, automatica e programmabile capace di effettuare trasformazioni o elaborazioni su dati.

Front 2

Software è

Back 2

Le istruzioni (il programma) che l’elaboratore esegue.

Front 3

Firmware è

Back 3

Insieme di microprogrammi che svolgono operazioni più o meno complesse nei singoli componenti. Può essere modificato solo con tecniche speciali.

es: BIOS, risiede nella ROM, esegue nella CPU al boot.

Front 4

Notazione Posizionale nel Linguaggio C

Back 4

Ai numeri espressi in base 2 viene messo il prefisso 0b

Ai numeri espressi in base 8 viene messo il prefisso 0

Ai numeri espressi in base 16 viene messo il prefisso 0x

Ai numeri espressi in base 10 non viene messo alcun prefisso.

Front 5

Endianess

Back 5

Little Endian: i Byte più significativi del numero stanno nei Byte di indirizzomaggiore. (LSB, Least Significant Byte first).

Big Endian: i Byte più significativi del numero stanno nei Byte di indirizzo Minore.(MSB, Most Significant Byte first).

Front 6

DefinizioneWord o Parola

Back 6

E’ un blocco di byte in memoria aventi la stessadimensione dell’ampiezza in byte del Bus dei Dati. Indica quanti bytepossono essere trasferiti, al massimo, con un'unica operazione delbus tra CPU e memoria.

Front 7

Sintassi strutture packed

Back 7

typedef struct struttura {

uint32_t i;

uint8_t c;

} __attribute__(( packed )) STRUTTURA;

Front 8

Ciclo di Neumann

Back 8

Fetch instruction from memory

Decode instruction

Evaluate address

Fetch operands from memory

Execute operation

Store result

Front 9

Ciclo di data path

Back 9

Caricare registri di input alla ALU

Far lavorare la ALU

Spostare il risultato in un registro o in memoria

Front 10

Accesso Diretto alla memoria – DMA

Back 10

Il trasferimento dei dati, dal disco alla memoria, effettuato dal DMA non coinvolge la CPU tranne che:

Quando la CPU ordina al DMA lo spostamento del blocco dati.

Quando il DMA avvisa la CPU dell’avvenuto trasferimento.

Front 11

Registri IP/PC, PS, SS, CS, DS

Back 11

Instruction pointer/Program counter: prossima istruzione da eseguire (offset rispetto al CS)

Program Status (chiamato anche status register)

Stack segment: punta a inizio stack

Code segment: punta a inizio segmento codice

Data segment: punta all'inizio dei dati

Front 12

Stato di un processo in esecuzione

Back 12

Lo stato di un processo in esecuzione ad un determinante istante e' univocamente rappresentato come il contenuto della memoria da questo utilizzata e lo stato dei suoi registri.

Front 13

Modello di compilazione del linguaggio C

Back 13

Preprocessing

Compilazione (in assembly)

Linker (mette insieme le librerie e l'object code)

Eseguibile

Front 14

Variabili Globali e Specificatore extern

Back 14

potrà essere acceduta da tutte le funzioni che stanno nello stesso file masempre sotto alla dichiarazione della variabile stessa

potrà essere acceduta da tutte le funzioni che stanno in altri file in cuiesiste una dichiarazione extern per la stessa variabile

Front 15

Variabili Globali e specificatore Static

Back 15

La variabile definita static potrà ancora essere acceduta dalle funzioni nelsuo modulo, ma da nessun altro modulo

Front 16

Cosa succede definendo una variabile static all'interno di una funzione?

Back 16

Viene collocata non nello stack ma in un'area di memoria permanente, e inizializzata solo alla prima entrata in funzione, dopo la quale manterra' il valore assegnatoli successivamente anche tra piu' chiamate della funzione

Front 17

Cosa sono i activation record in C

Back 17

Fornisce informazioni riguardo la funzione a cui appartiene, come i parametri, il valore di ritorno e l'indirizzo di ritorno.

Vengono collocate nella stack

Front 18

Particolarita' riguardo la valutazione dell'operatore sizeof

Back 18

Viene valutato a tempo di compilazione e non di esecuzione

Front 19

A cosa servono i prototipi di funzione in C

Back 19

A dare visibilita' alla funzione nel caso in cui questa viene chiamata precedentemente alla sua dichiarazione nel codice

Informare il compilatore come trattare il dato restituito dalla funzione e anche come trattare i paremetri ad essa passati

Front 20

Funzioni con numero di argomenti variabile

Back 20

Libreria: stdarg.h

Parametri: (int narg, ...)

Variabile: va_list nomevar;

Funzioni: va_start(va_list, narg), va_arg(va, tipo di arg) - ne prende uno alla volta, va_end(va_list)

Front 21

Operatori sui bit in C

Back 21

& - and

| - or

^ - xor

~ - not (complemento ad uno)

>> - shift a destra

<< - shift a sinistra

Front 22

opzione -D gcc

Back 22

Definisce un simbolo, in tale modo -DNOMESIMBOLO, se viene scritto -DNOMESIMBOLO=VALORE allora viene anche assegnato il valore di VALORE al simbolo NOMESIMBOLO

E' anche possible creare macro con -D'NOMEMACROCONARGOMENTI(ARG)=CORPO;MACRO;'

Front 23

opzione -E gcc

Back 23

Effettuare solo la fase di preprocessing, mandando sullo stdout il codice sorgente generato dal preprocessore

Front 24

opzione -S gcc

Back 24

gcc trasforma il codice sorgente c in corrispondente codice assembly

Front 25

opzione -c gcc

Back 25

ordina di compilare il modulo specificato

Front 26

opzione -o gcc

Back 26

-o nomefile ordina di mettere il risultato della fase realizzata da gcc, sia il nome di un modulo oggetto generato in fase di compilazione che il nome del eseguibile generato in fase in linking

Front 27

opzione -I (i) gcc

Back 27

-IPERCORSO specifica il percorso assoluto o relativo per raggiungere i file di intestazione (gli include) e puo' essere usata piu' volte

Front 28

opzione -L gcc

Back 28

-LPERCORSO specifica il percorso assoluto o relativo dove gcc trovera' le librerie fornite dall'utente, puo' essere usata piu' volte

Front 29

opzione -l gcc (L minuscola)

Back 29

-lNOMERISTRETTOLIBRERIA serve per indicare quali librerie usare tramite il loro nome "ristretto" e non lungo per esempio -lmath o -lpthread

Front 30

opzioni -Wl,-soname,nomelibreria e -Wl,-rpath,RunTimeLibDir gcc

Back 30

Il primo (-soname) serve per creare librerie dinamiche, il secondo per specificare dove si trovano librerie dinamiche che non si trovano nella directory predefinita

Front 31

Librerie statiche in C

Back 31

Quando il linker crea una copia di tutte le librerie utilizzate per l'eseguibile generato, generando un eseguibile piu' grande che pero' evita dipendenze sulla libreria a runtime.

.a in linux e .lib in windows

Front 32

Librerie dinamiche in C

Back 32

Il linking con la libreria avviene a run time quando sia la libreria che l'eseguibile vengono caricarti in memroia. Nel eseguibile viene messo soltanto il nome della libreria.

Nel caso che la libreria sia gia' in memoria non serve ricaricarla. .so in linux e .dll in windows

Front 33

Gerarchia livelli in un computer moderno

Back 33

Livello 5: Application level/Problem-oriented language level

Livello 4: Assembly language level

Livello 3: Operating system machine level

Livello 2: ISA

Livello 1: Microarchitecture level

Livello 0: Hardware

Front 34

Livelli di privilegio (rings) della CPU

Back 34

Specificano che operazioni (e su cosa) puo' eseguire la CPU, varia in base al processo in esecuzione.

Ciascun processo mantiene uno stack per ciascun livello di privilegio dellaCPU (per gestire le interrupt ad esempio).

Front 35

Servizi messi a disposizione dal SO

Back 35

Gestione della protezione

Gestione della CPU

Gestione della memoria

Gestione I/O

Fornitura chiamate di sistema (system calls)

Front 36

Modalita' di gestione della protezione della CPU/Memoria

Back 36

Modalita' kernel e modalita' utente, protezione della cpu, limita le istruzioni ISA

Modalita' protezione della memoria

Front 37

Cos'e' un processo

Back 37

E' una istanza in memoria di un programma eseguibile

Front 38

Cosa fa il loader

Back 38

Prende un programma e lo lancia, generando un processo.

Crea i segmenti di memoria necessari all'esecuzione (code segment, data segment, stack utente/sistema)

Passa eventuali parametri da riga di commando alla main, e poi passa la prima istruzione del main alla CPU che comincia a lavorare

Front 39

Cosa sono i interrupt

Back 39

Servono ai programmi affinche' possono ottenere sistemi dal SO

Front 40

Cos'e' il cambio di contesto dopo una interrupt

Back 40

Il processore passa in modalita' kernel e salva tutte le informazioni che identificano lo stato del processo in memoria, successivamente gestisce l'interrupt

Front 41

Cosa sono i system calls

Back 41

Sono le interrupt

Front 42

Tipi di eccezioni

Back 42

Trap: viene fermata l'esecuzione, gestita e quindi portata a buon fine

Fault: fermata l'esecuzione, viene avviata la gestione e alla fine l'istruzione viene rieseguito (page fault)

Abort: Causata da un errore irremediabile, il processo termina (segmentation "fault")

Front 43

Interrupt sincroni/asincroni

Back 43

Sincroni (software): esplicitamente chiamati dalla CPU mediante INT n

Asincroni (hardware): scatenati da una periferica che segnala alla CPU che ci sta da gestirlo

Front 44

Interrupt mascherabili/non mascherabili

Back 44

Sono mascherabili o no le interrupt in base a se bisogna gestirle immediatamente oppure no

Front 45

Cos'e' lo scheduler

Back 45

E' un componente del SO che si occupa nel alternare l'esecuzione dei task da parte della CPU in modo che ogni task venga eseguito

Front 46

Come funziona lo scheduler

Back 46

L'esecuzione della CPU viene suddivisa in quanti temporali chiamati time slice

Allo scadere del time slice del processo (o thread) corrente questo viene interrotto e l'esecuzione passa ad un altro processo (o thread)

A operazione di I/O il processo viene messo in waiting e intanto la CPU va ad un altro processo

Front 47

Ciclo di vita di un processo

Back 47

1: New, caricato dal loader

2: Ready, aspetta il turno ad usare la CPU

3: Running, esegue calcoli grazie alla CPU

4: Waiting, aspetta I/O

5: Terminated, termina

2-3-4 ciclici

Front 48

IEEE

Back 48

Institute of Electrical and Electronics Engineers

Front 49

POSIX

Back 49

Portable Operating System Interface

Front 50

Tipi dato POSIX portabili

Back 50

seguiti da _t

int8_t int16_t int32_t uint8_t uint16_t uint32_t

e altri

Front 51

Bash - Variabili locali e d'ambiente

Back 51

Variabili locale: non vengono trasmesse da shell a subshell

Variabili d'ambiente: trasmesse da shell a subshell, la subshell riceve una copia che se cambiata non cambia quella nella shell originale

Front 52

Bash - Comando per visualizzare variabili d'ambiente

Back 52

env, possono essere caricati subito all'avvio della shell da alcuni file tra cui: /etc/profile .bash_profile .bash_login.profile .bashrc

Front 53

Bash - Comando set

Back 53

Permette di visualizzare tutte le variabili attualmente dichiarate, sia d'ambiente che locali

Con parametri + flag e' possibile modificare il funzionamento di alcuni comandi bash

Front 54

Bash - Comando unset

Back 54

Permette di eliminare una variabile esistente

Front 55

Bash - Variabili inesistenti e variabili vuoti

Back 55

Una variabile inesistente e' una variabile che non e' mai stata dichiarata, una variabile vuota invece e' una variabile che ha come valore una stringa vuota

Front 56

Bash - Riferimenti indiretti a variabili sintassi

Back 56

varA=pippo

nomevar=varA

echo ${!nomevar}

# stampa pippo

Front 57

Bash - Command substitution and escape

Quoting con " " e ' '

Back 57

echo "Dear ${USER} the files are a[[:digit:]]B and the date is: `date`" => Dear vittorio the files are a[[:digit:]]B and the date is: Tue, Sep 15, 2015 12:35:44 PM

echo 'Dear ${USER} the files are a[[:digit:]]B and the date is: `date`' => Dear ${USER} the files are a[[:digit:]]B and the date is: `date`

Front 58

Bash - IFS

Back 58

IFS = Internal Field Separator

La variabile contiene i caratteri che sono i separatori delle parole

Front 59

Bash - PID di un processo lanciato in background

Back 59

Lo trovo nella variabile $! subito dopo averlo lanciato (viene sovrascritto da altri processi lanciati in background) e il processo in background si lancia con & alla fine

Front 60

Bash - Comando per separare processo in background da quello che lo ha lanciato

Back 60

disown - senza parametro disown e' applicato a $!

Front 61

Bash - Parameter expansion

Back 61

Pseudo regexp e varie modifiche simili su stringhe

Front 62

Thread - Definizione

Back 62

Singolo flusso (thread) di istruzioni che il processore puo' far eseguire contemporaneamente con il resto del processo (incluso altri suoi thread).

Front 63

Differenze tra thread e processi

Back 63

I thread di un processo condividono il suo data e code segment (non ne hanno uno proprio) ma hanno uno stack loro, e anche un IP (/PC) e valori di registri propri.

Front 64

Thread safety - cos'e' e perche' serve?

Back 64

I risultati delle azioni di un thread non devono andare a modificare in modo inaspettato il comportamento di un altro thread o processo gia' in esecuzione concorentemente, se lo fa lo deve fare in mutua esclusione.

Front 65

Semafori POSIX - Named/unnamed

Back 65

Named sono system wide, peremettono di sincronizzare thread e processi anche non imparentati: sem_open

Unnamed invece tra thread o processi imparentati: sem_init

Front 66

Semafori POSIX - Operazioni atomiche

Back 66

Che operano in mutua esclusione, non possono provocare cambiamenti che non possono essere verificati dai altri processi/thread coinvolti.