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                       PROGRAMMA DETTAGLIATO DI SEI-2
     Sillabus estratto da Davide Silvestri durante le lezioni 1995-96

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1.  Introduzione

- Architettura di un sistema di elaborazione
- Definizione di Sistema Operativo
- Evoluzione storica dei Sistemi Operativi



2.  Programmazione Concorrente

- Concetti di base: processi, ordinamento parziale, grafi di precedenza
- Condizioni di Bernestein
- I costrutti fork & join, parbegin...parend e loro confronto
- Proprieta' di un programma concorrente: safety, liveness
- Problemi: deadlock, starvation, lockout
- Esempi di race condition: spooler di stampa
- Problema della sezione critica: mutua esclusione
- Algoritmi di Dekker e Peterson
- Confronto delle soluzioni software
- Primitive hardware per mutua esclusione
- Uso di test-and-set
- Definizione e realizzazione dei semafori
- Realizzazione con semafori di un arbitrario grafo di precedenza
- Esempi di uso dei semafori
- Produttore consumatore con buffer limitato
- Lettori-scrittori con priorita' ai lettori
- Definizione di monitor
- Operazioni wait e signal su condition variable
- Esempi di uso di monitor
- Produttore-consumatore con buffer limitato
- Lettori-scrittori
- Classificazione del monitor: tipo Monitor, tipo Manager, tipo Mediator, 
  tipo Gladiator



3.  Gestione dei processi

- Quali sono le caratteristiche di esecuzione-attesa dei processi?
- Che cosa e' il Process Control Block?
- Criteri per lo scheduling della CPU: fattore di utilizzazione, throughput,
  turnaround time
- Short e long term scheduler
- Principali algoritmi: FCFS, prelazioni, Shortest Job First, Shortest 
  Remaning Time First, Round Robin, Multilevel con feedback
- Descrivere brevemente lo scheduler di Minix

4.  Gestione di Input/Output

- Principi: device independence, uniform naming, error handling
- Classificazione: block, character device
- Struttura di un device
- Gestione dell'unita' disco: organizzazione fisica
- Algoritmi di scheduling del braccio: FCFS, SSF, Elevator
- Gestione degli errori
- Gestione DMA di un disco
- Gestione di Input/Output in Minix
- I clock
- I terminali



5.  Gestione della memoria

- Gerarchie di memoria
- Singolo utente, swapping, partizioni multiple fisse e variabili
- Frammentazione interna ed esterna
- Paginazione pura
- Segmentazione pura
- Segmentazione paginata
- Memoria virtuale
- Gestione del page-fault
- Politiche di rimpiazzamento di pagine: FIFO (anomalia di Belady), 
  ottima, LRU
- Approssimazioni LRU
- Che cos'e' e come si previene il thrashing
- Quante pagine assegnare ad un processo in esecuzione: working set, 
  resident set
- Il gestore della memoria in Minix
- Contenuto della memoria dopo il caricamento del sistema
- Strutture dati principali e loro gestione
- Primitive fork ed exec



6.  Gestione del file system

- Differenze tra file, directory e file system
- Metodi di accesso ai file: sequenziale, diretto, indice
- Scelta della dimensione del blocco
- Memorizzazione file: FAT del DOS
- Memorizzazione directory: DOS, Unix
- Organizzazione di Minix
- Strutture dati principali e loro gestione in Minix: super-block, i-node,
  block cache, tabella dei processi, file descriptor, file position table
- Gestione di directory e path name
- Ricerca di un file in un file system montato
- Vantaggi di un file system montato
- Pipe e file speciali
- Meccanismi di protezione
- Dominio di protezione
- File server: interfaccia, aggiornamento atomico, controllo della 
  concorrenza, transazioni, replicazione




7.  Deadlock

- Quali sono le condizioni necessarie per l'esistenza di deadlock e come 
  possono essere utlizzate per evitarlo?
- Utilizzo del grafo di allocazione delle risorse
- Deadlock prevention
- Deadlock avoidance (algoritmo del banchiere)
- Deadlock detection e recovery



8.  Sistemi distribuiti

- Motivazioni: condivisione di risorse, parallelismo affidabilita', 
  sistema di comunicazione
- Descrivere le caratteristiche fondamentali delle varie topoloigie di 
  interconnessione
- Architettura standard ISO/OSI (cenni)
- Strategie di routing: fissa, dinamica, circuiti virtuali
- Strategie di connessione: a commutazione di circuito, di messaggio, di 
  pacchetto
- Risoluzione di contese: collision detection, token ring, message slot
- Descrivere un protocollo di comunicazione su bus: Ethernet
- Quali sono i problemi nell'applicazione in ambiente distribuito dei vari 
  metodi studiati per evitare o risolvere problemi di deadlock in ambiente 
  uniprocessore?
- Descrivere i protocolli wound-wait e wait-die



9.  Il sistema Minix

- Come e' strutturato il sistema Minix e come si gestiscono i processi?
- Comandi principali di Minix
- Come funziona lo scheduler di Minix?
- Quali sono le primitive di Minix per la gestione dei processi?
- Come fa il main di Minix a creare inizialmente i vari processi?
- Quale e' lo schema di un task?
- Come fanno i processi Minix a comunicare fra loro?




10.  Performance e gerarchie di memoria

- Cos'e' la prestazione relativa?
- Ricavare la legge di Amdahl
- Gerarchie gerarchie di memoria
- Definizione di MIPS e MFLOP
- Cache memory
- Dove deve essere messo un blocco nella Cache? (Block Placement)
- Come si trova un blocco se e' in cache? (Block indetification)
- Quale blocco della cache bisogna rimpiazzare se c'e' read miss ? 
   (Block Replacement)
- Cenni di cache a due livelli