Revision as of 18:26, 4 December 2015

Questa pagina fornisce il materiale didattico e le informazioni relative all'insegnamento di Sistemi Operativi e Lab. (9 CFU), attivo dall'A.A. 2010-11, per il Corso di Laurea in Ingegneria Informatica, secondo il D.M. 270/04.

Questo materiale didattico per la maggior parte deriva da quello dell'insegnamento di Sistemi Operativi (di 5 CFU) che fino all'A.A. 2009-10 era attivo al II anno della Laurea, secondo il D.M. 509/99. L'aumento di CFU da 5 a 9 deriva da aver inglobato in questo insegnamento quello di Laboratorio di Sistemi Operativi (da 3 CFU) che era solo opzionale nel precedente ordinamento. Si può consultare anche la pagina dell'insegnamento non più non più attivo della L-509, in particolare per i testi degli esami passati e per alcune loro soluzioni.

News

Le news relative a questo nuovo insegnamento si trovano nella specifica pagina.

Informazioni sul docente

Prof. Letizia Leonardi

Dipartimento di Ingegneria dell'Infomazione

Università di Modena e Reggio Emilia, Via Vignolese 905 - 41125 Modena

Telefono 0592056135 - Fax 0592056129

letizia.leonardi@unimore.it

Orario di ricevimento: Lunedì dalle 15 alle 17 (di norma, per eventuali modifiche consultare la pagina)

Orario delle Lezioni

Le lezioni di questo insegnamento sono collocate nel II semestre e per l'A.A. 2014-15 inizieranno il 27 Febbraio 2014 (Venerdì): in particolare, la lezione anche se teorica si terrà nel laboratorio LINFA. L'orario delle lezioni è disponibile anche nella sezione Orario delle lezioni del sito del Dipartimento di Ingegneria alla pagina.

Lunedì	ore 11-13 (lezione)	aula P1.5 (ex FA-1E) (Ingegneria)
Mercoledì	ore 11-13 (lezione)	aula P1.5 (ex FA-1E) (Ingegneria)
Venerdì	ore 09-13 (esercitazione)	Lab. LINFA - ex FA-2F (Ingegneria)

Obiettivi dell'Insegnamento

L'insegnamento ha come obiettivo formativo quello di fornire la conoscenza e la capacità di comprensione di base dei Sistemi Operativi introducendo alcuni aspetti della programmazione di sistema in UNIX relativamente sia al linguaggio comandi (Shell) e sia al linguaggio di programmazione C, applicandoli a progetti concorrenti in ambiente locale di complessità crescente.

NOTA BENE: Le propedeuticità obbligatorie per il superamento dell'esame sono Fondamenti di Informatica I e Lab., Fondamenti di Informatica II e Lab., Inglese; mentre solo consigliata è la propedeuticità di Calcolatori Elettronici e Lab.

Programma dell'Insegnamento

Gli argomenti che verranno affrontati saranno:

1) Classificazione dei Sistemi Operativi. In particolare, sistemi multi-utente e multiprocesso.

2) Il Sistema Operativo come insieme di gestori delle risorse. Introduzione ai concetti di processo e thread e loro gestore: scheduling. Introduzione al concetto di file e direttorio e loro gestore: il File System a livello di organizzazione logica.

3) La programmazione di sistema utilizzando i linguaggi comandi. Il Bourne Shell di UNIX.

4) La programmazione di sistema utilizzando il linguaggio di programmazione C per UNIX. Le primitive di basso livello per l'accesso ai file (in particolare, open, creat, close, read, write e lseek) e le primitive per la creazione, comunicazione e sincronizzazione dei processi (in particolare, fork, exit, wait, pipe, signal e kill).

5) Laboratorio di Sistemi Operativi. Esercitazioni pratiche, in laboratorio, utilizzando computer provvisti di sistema operativo UNIX/LINUX. Verifica pratica della programmazione di sistema UNIX, utilizzando sia il linguaggio dello Shell che il linguaggio di programmazione C per arrivare allo svolgimento di un progetto completo di ricerca ricorsiva nel file system avente una parte in Shell e una in C che si coordinano l'un l'altra.

Registro

Dopo ogni lezione/esercitazione verrà compilato il registro con l'indicazione degli argomenti trattati.

Per l'A.A. corrente 2014-15 il registro si trova al link

I registri relativi agli anni accademici precedenti sono accessibili ai seguenti link:

• Registro A.A. 2013-14
• Registro A.A. 2012-13
• Registro A.A. 2011-12
• Registro A.A. 2010-11

Modalità d'esame

Dall'A.A. 2013-14 le propedeuticità obbligatorie per il superamento dell'esame sono diventate: Fondamenti di Informatica I e Lab. e Fondamenti di Informatica II e Lab.; mentre solo consigliata è la propedeuticità di Calcolatori Elettronici e Lab.

L'esame si compone di una prova scritta che viene svolta in laboratorio. Per maggiori dettagli, vedere il seguito di questa pagina.

Prova scritta (in Laboratorio)

Per l'iscrizione ad una prova scritta si deve usare l'applicazione specifica il cui link è presente in questa pagina nella sezione Appelli: si precisa che in caso di valutazione insufficiente lo studente che non avrà preso visione dei suoi errori NON potrà iscriversi ad una prova successiva! Di norma le iscrizioni/cancellazioni ad un appello si chiudono due giorni prima: ad esempio se l'appello è pianificato di venerdì, le iscrizioni/cancellazioni sono possibili fino alla mezzanotte del martedì precedente! Le indicazioni comunque della data di chiusura dell'appello sono riportate per ogni appello.

La prova scritta serve a verificare, in particolare, che lo studente abbia acquisito le seguenti capacità:

• Capacità di scrivere e verificare software in linguaggio comandi dello Shell di UNIX come il Bourne Shell.
• Capacità di scrivere e verificare software in linguaggio di programmazione C per UNIX mediante le primitive di basso livello per l'accesso ai file e per la creazione, sincronizzazione e comunicazione dei processi.

Quindi, la prova scritta comprende un singolo esercizio che richiede la soluzione di un problema di sincronizzazione in ambito locale, ottenuta facendo riferimento al sistema operativo UNIX, che si compone di due parti:

1. una parte in Bourne Shell che deve risolvere un sottoproblema di esplorazione nel file system;
   
2. una parte in linguaggio C che deve risolvere un sottoproblema concorrente facendo uso delle primitive di gestione dei processi proprie di UNIX.
   

Dato che lo svolgimento della prova scritta avviene in laboratorio, lo studente dovrà produrre un insieme di file corrispondenti alla soluzione dell'esercizio: i file che risolvono il primo sottoproblema DEVONO avere il nome che termina con .sh, mentre i file che risolvono il secondo problema DEVONO avere il nome che termina con .c per il file che contiene il sorgente in linguaggio C e il nome Makefile per quello che verrà usato dal comando make.
Nota bene: Saranno corrette SOLO le soluzioni che non conterranno né errori di sintassi nella parte Shell e C né errori di collegamento (linking) nella parte C.

La sufficienza è rappresentata da un voto >= 18: il voto ottenuto con lo scritto rappresenterà, se sufficiente, la valutazione della verifica : tale voto ha una validità massima di sei mesi.

Saranno organizzate anche DUE VERIFICHE IN ITINERE (LA PRIMA SULLA PARTE IN BOURNE SHELL E LA SECONDA SULLA PARTE IN C, si veda la sezione Regole specifiche per le prove in itinere): in questo caso, la valutazione finale dell'insegnamento deriverà dalla media arrotondata per difetto delle due prove.

Dall'A.A. 2014-15, allo studente che risulti sufficiente ad una prova NON sarà consentito ripetere la prova per migliorare il voto!

Istruzioni specifiche per iniziare la prova in Laboratorio

Per poter iniziare un esame scritto in laboratorio, bisogna seguire i seguenti passi (nuovi dal 5/06/2015):

• Fare il login in Linux sul PC assegnato per la prova usando il proprio account (username e password di posta elettronica)
• Aprire un browser sulla pagina ftp://lica02.lab.unimo.it/README
• Copiare il comando presente in un terminale ed eseguirlo rispondendo alle domande proposte

• Controllare che comincino ad essere visualizzate delle linee su tale terminale che indicano che l'applicazione sta funzionando e lasciare tale finestra aperta
• Verificare che sia stata creata sul Desktop una cartella avente nome studente_<account-posta-elettronica> (al cui interno viene creato un file denominato student_data.csv che non va eliminato)
• Eventualmente copiare i propri file da chiavetta
• Passare da modalità grafica a modalità testuale, rifacendo il login come sopra
• Posizionarsi nella directory Desktop/studente_<numero tesserino> e creare i file che corrispondono alla soluzione del compito in tale directory

Regole specifiche per le prove in itinere

1) Alle prove in itinere di un certo A.A. possono partecipare (chiaramente) solo gli studenti che stanno frequentando in tale A.A. Si veda documento con le regole della PI dell'17/04/2015.
2) Alla seconda prova in itinere sulla SOLA PARTE IN LINGUAGGIO C (che in genere si tiene l'ultimo giorno di lezione) possono partecipare solo gli studenti che hanno superato la prima prova in itinere. Si veda documento con le regole della seconda PI del 5/06/2015.
3) La validità della prima prova in itinere (PARTE SHELL) è di un anno solare e quindi fino alla sessione di esami di Gennaio-Febbraio dell'anno seguente (cioe' fino al termine dell'A.A. in cui si è svolta). In altre parole, una volta superata la parte SHELL, lo studente può svolgere sempre solo la PARTE C per i seguenti appelli dell'A.A., anche in caso di prendere una insufficienza nella PARTE C. Solo se lo studente NON riesce a superare la PARTE C entro il termine previsto, allora dovrà sostenere l'esame totale.
4) La regola precedente NON vale se però uno studente ad un certo punto decide di iscriversi alla prova totale: in tal caso, il voto conseguito nella PARTE SHELL viene annullato!
5) Nel caso in cui il primo appello della sessione dopo le lezioni risultasse troppo ravvicinato alla seconda prova in itinere, chi non supera la seconda prova in itinere o chi semplicemente partecipa ad essa potrà svolgere la SOLA PARTE IN LINGUAGGIO C esclusivamente nel secondo appello della sessione: questo vincolo deriva perchè il lasso di tempo a disposizione fra un esame e l'altro sarebbe troppo poco o per consentire ad uno studente insufficiente di recuperare le proprie carenze oppure anche solo per avere i risultati della seconda prova in itinere.

Note sugli esami

1. Si ricorda che in caso di valutazione insufficiente lo studente dovrà prendere visione dei suoi errori PRIMA di poter partecipare ad una nuova prova.
2. Le prove scritte (a meno di richieste da parte di studenti Fuori Corso) si svolgono solo durante i periodi di esami.
3. SOLO FINO ALL'A.A. 2013-14: La consegna di una prova scritta cancella il voto precedente; la partecipazione ad uno scritto senza consegnare non cancella il voto precedente.
4. Dall'A.A. 2014-15, non sarà possibile ripetere la prova scritta per migliorare il voto!

Appelli

NOTA DEL 04/12/2015 A partire dall'A.A. 2011-12 è stato predisposto un nuovo sito WEB di Ingegneria che in questo momento non consente l'inserimento delle date degli esami, che risulta possibile per ora solo tramite ESSE3. Si precisa che, dato che ESSE3 verrà utilizzato solo per la verbalizzazione dei voti e non per le prove scritte (in laboratorio), per la cui iscrizione DEVE essere usata la specifica applicazione a cui gli studenti si sono registrati: accedendo a tale applicazione si possono conoscere le date delle prove scritte solo se si è nel periodo di iscrizione. In particolare per la sessione di esami di Gennaio-Febbraio 2016, si comunica che le date fissate (per le prove tutte al Laboratorio LINFA) sono:

1) Ven. 22/01/2016 (ore 09:00), con iscrizioni fino a Mar. 19/01/2016;

2) Ven. 12/02/2015 (ore 09:00), con iscrizioni fino a Mar. 09/02/2016.

Per l'iscrizione alle prove scritte si deve usare l'applicazione inserendo come Username nome.cognome e come Password quella inserita all'atto della registrazione all'insegnamento (che normalmente avviene durante la prima esercitazione in laboratorio. NOTA BENE: la convalida della registrazione avviene solo alla consegna del foglio di riepilogo firmato).

Di norma le iscrizioni/cancellazioni ad un appello si chiudono due giorni prima (ad esempio se l'appello è pianificato di venerdì, le iscrizioni/cancellazioni sono possibili fino alla mezzanotte del martedì precedente!) e comunque le indicazioni della data di chiusura dell'appello sono riportate per ogni appello. Si rende noto che l'applicazione in uso dall'A.A. 2010-11 impedisce ad uno studente in caso di valutazione insufficiente di iscriversi ad una prova successiva fino a che non avrà preso visione dei suoi errori. ATTENZIONE: la visione DEVE avvenire al massimo entro 2/3 settimane dalla pubblicazione/comunicazione dei risultati.

Si precisa che ESSE3 verrà usato per la sola verbalizzazione del voto: dopo che saranno disponibili i voti di una verifica, dall'A.A. 2014-15 i voti verranno verbalizzati in un appello che verrà gestito direttamente dalla Prof.ssa Leonardi. Per la sola verbalizzazione del voto mediato derivante dalle due prove in itinere verrà concesso allo studente di non accettare il voto: quindi lo studente che voglia accettare il voto dovrà obbligatoriamente iscriversi all'appello per la verbalizzazione che sarà inserito su ESSE3 e dovrà presentarsi nella data di tale appello, all'ora e nel luogo che verrà specificato nella sezione News, per la trascrizione del voto su libretto cartaceo. Nel caso in cui, uno studente con valutazione sufficiente nelle due prove in itinere decide di non verbalizzare per poter ripetere l'esame (e auspicabilmente migliorare il voto) oppure è impossibilitato a presentarsi nella data indicata, lo studente DEVE obbligatoriamente contattare la Prof.ssa Leonardi, pena la perdita del voto!

Si ricorda però che la verbalizzazione relativa al primo appello dopo la conclusione delle lezioni sarà possibile solo per gli studenti in corso che hanno compilato il questionario di valutazione (come specificato nella sezione Valutazione della Didattica della pagina del Corso di Laurea).

Testi Prove Scritte

I testi delle prove scritte si trovano nella pagina Esami di Sistemi Operativi e Lab.: di alcuni di essi viene fornita anche una possibile soluzione.

Risultati Prove Scritte

Dall'A.A. 2010-11, gli studenti che hanno partecipato ad una prova scritta (escluso la prima Prova in Itinere) di Sistemi Operativi e Lab. possono prendere visione del voto globale collegandosi all'applicazione utilizzata per l'iscrizione alla prova e selezionando la voce Dati iscrizione corso (in lato a sinistra).

Nel documento si trova la statistica relativa ai risultati della Prima Prova in Itinere dell'A.A. 2014-15 svolta il 17 Aprile 2015.

Nel documento si trova la statistica relativa ai risultati della Prima Prova in Itinere dell'A.A. 2013-14 svolta il 11 Aprile 2014.

Nel documento si trova la statistica relativa ai risultati della Prima Prova in Itinere dell'A.A. 2012-13 svolta il 12 Aprile 2013.

Nel documento si trova la statistica relativa ai risultati della Prima Prova in Itinere dell'A.A. 2011-12 svolta il 13 Aprile 2012.

Nel documento si trova la statistica relativa ai risultati della Prima Prova in Itinere dell'A.A. 2010-11 svolta il 29 Aprile 2011.

Consigli Utili

Per superare agevolmente la prova scritta, che si svolgerà in laboratorio, si consiglia agli studenti di seguire con continuità le lezioni ed, in particolare, le esercitazioni in laboratorio. Inoltre, si consiglia di preparare la prova scritta sperimentando direttamente i concetti presentati a lezione sul calcolatore. Può risultare estremamente difficile superare con successo l'esame senza una conoscenza di tipo sperimentale, ottenuta con esercitazioni in laboratorio.

Testi Consigliati

Materiale come lucidi, esercizi e testi di esame (e alcune soluzioni) sono disponibili in questa pagina e nella pagina del vecchio insegnamento.

Comunque, testi di riferimento possono essere:

HAVILAND K., GRAY D., SALAMA B., Unix System Programming, Casa Editrice Addison-Wesley, 1999.
BOURNE S. R., UNIX System V, Casa Editrice Addison-Wesley, 1990.

In alternativa la seconda parte del testo seguente contiene tutti gli argomenti del corso (mentre la prima parte puo' essere usata per un ripasso del Linguaggio C):

BELLAVIA G., CORRADI A., LEONARDI L., Fondamenti di Informatica II: Dispense del corso (seconda edizione), Casa Editrice Esculapio, Progetto Leonardo, 1994.

Per un eserciziario relativo al Linguaggio C si segnala:

LEONARDI L.: Linguaggio C: Raccolta di esercizi e relative soluzioni, Ed. Esculapio - Progetto Leonardo, 1996.

Lucidi dell'Insegnamento

Sono disponibili i lucidi in formato PDF usati durante le lezioni di teoria sui seguenti argomenti che necessitano tutti, a parte il primo file, di password di lettura (tale password sarà comunicata durante la prima lezione), oltre ai file dei programmi (SHELL o C) mostrati durante le lezioni interattive (formato TXT) e ai file dei programmi (SHELL o C) mostrati durante le esercitazioni:

1. Programma del corso e modalità di esame - versione del 25/02/2015
2. Lucidi introduttivi sui Sistemi Operativi (con password di lettura)
3. Lucidi introduttivi su File System (con password di lettura)
4. Lucidi su UNIX e il Bourne Shell (con password di lettura)
5. Lucidi sull'editor vi di UNIX (con password di lettura)
6. Lucidi sui tipici controlli che si devono effettuare all'interno di un file comandi
7. Lucidi sulle primitive UNIX per file e direttori facenti parte della libreria standard del linguaggio C (con password di lettura)
8. Lucidi sulle tabelle di UNIX per l'interazione con i file (con password di lettura)
9. Lucidi sui processi UNIX (con password di lettura)
10. Lucidi sulle pipe e fifo UNIX (con password di lettura) (modificato il 13/05/2015)
11. Lucidi sui segnali UNIX (con password di lettura)

Altra documentazione:

Istruzioni su istallazione Ubuntu

Esempi Interattivi

Sono disponibili i file dei programmi (SHELL o C) mostrati durante le lezioni interattive (formato TXT) (oltre ai [lucidi] mostrati durante le lezioni (formato PDF)]:

• File degli esempi in BOURNE SHELL
• File degli esempi in linguaggio C

Esercizi presentati in laboratorio

Il laboratorio che verrà utilizzato per le esercitazioni è il laboratorio LINFA (ex aula FA-2F, al secondo piano dell'aula nuova della Facoltà di Ingegneria).

Gli esercizi sono forniti in questo nuovo sito (dall'8/4/2014) sito ftp; quelli dell'A.A. corrente si trovano direttamente nel direttorio iniziale, mentre nella sottodirettory archive e quindi nei sottodirettori 2012 e 2011 si trovano gli esercizi del prof. Valenti usati in tali A.A.

OSSERVAZIONE: Nel caso si producano file Windows che si vogliono poi usare in UNIX si puo' usare il comando dos2unix se disponibile, altrimenti il comando `tr -d \\r < nomefiledos > nomefileunix`.

Esercizi vari

Gli esercizi sono forniti alcuni in formato pdf, visualizzabili e stampabili con il programma Adobe Acrobat, altri in semplice formato testo. Potete trovarli a questa pagina: Vari esercizi di Sistemi Operativi e Lab..

Elaborati svolti

Qui nel seguito si trova un elenco parziale degli elaborati realizzati negli ultimi anni presso il Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari" (DIEF), relative all'insegnamento di Sistemi Operativi e Lab. del Corso di Laurea di Ingegneria Informatica (D.M. 270/04): gli elaborati sono elencati in ordine cronologico inverso.

ELABORATI DI LAUREA DISCUSSI NELL'A.A. 2011-2012

 * Sentimenti Marco (prova finale del 29/10/2012): 
   "UNIX FUNCTION HELPER: SUPPORTO ALL'APPRENDIMENTO DELLE PRIMITIVE UNIX"
 
   Elaborato Completo (PDF) Il codice cui fa riferimento tale elaborato è scaricabile qui (file JAR).

Strumenti Software

Si indicano di seguito gli strumenti software che si utilizzano durante il corso e si indica dove è possibile reperirli.

• La Heirloom Bourne Shell cioè una versione abbastanza simile alla Bourne Shell può essere scaricata dal sito. Sempre della Heirloom si trova il manuale per la Bourne Shell: qui.

• Varie cose sull'editor vi di UNIX.
  

Questo link porta ad una pagina che contiene varie cose sull'editor vi di UNIX.

• Client SSH per Windows
  

Per collegarsi ad un server SSH da Windows, è possibile usare il programma putty, scaricando il file putty.exe, oppure installando il programma SSHSecureShellClient-3.2.2.exe. È necessario impostare come protocollo SSH e indicare un host a cui collegarsi.

• Ambiente UNIX per Windows
  

Il progetto Cygwin ha come obiettivo la realizzazione di un ambiente UNIX che esegua sotto Windows, traducendo le system call di UNIX in chiamate alle API di Windows. Tramite un programma di setup è possibile scaricare e installare i programmi Cygwin.

• UNIX
  

Se interessati si pu&ograve scaricare un diagramma (varie pagine in formato A4-PDF) che mostra la storia del Sistema Operativo Unix (per dettagli si veda la pagina).

• Windows
  

Se interessati si può scaricare un diagramma (varie pagine in formato a A4-PDF) che mostra la storia del Sistema Operativo Windows (per dettagli si veda la pagina).

• Linguaggi di programmazione
  

Se interessati si può scaricare un diagramma (varie pagine in formato a A4-PDF) che mostra la storia dei Linguaggi di Programmazione (per dettagli si veda la pagina).

• Tabella codici ASCII
  

In questa pagina si trova la tabella dei codici ASCII.
In questa pagina si trova come generare i simboli ASCII speciali.

• Estensioni dei file
  

In questa pagina si trova una lista delle estensioni più comuni dei file che indicano il formato o l'uso del file.