Calcolatori Elettronici e Sistemi Operativi, Università eCampus

Calcolatori Elettronici e Sistemi Operativi

Modulo di Sistemi Operativi

PERE EIN UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: Lezione n° . . #insegnamento# #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E Facoltà di Ingegneria Calcolatori Elettronici e Sistemi Operativi Modulo di Sistemi Operativi Nucleo Tematico: Introduzione ai Sistemi Operativi Evoluzione dei sistemi operativi II: Sistemi Paralleli e Reti di Calcolatori Prof. Michela Antonelli c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Sistemi Paralleli

PERE EIN UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E Facoltà di Ingegneria Sistemi Paralleli I sistemi paralleli sono dotati di più unità di elaborazione, per questo sono chiamati anche sistemi multiprocessore. I processori che compongono questo tipo di sistemi sono strettamente accoppiati: condividono risorse hardware e tipicamente hanno lo spazio di memoria in comune. Le operazioni sono eseguite in parallelo su più processi: se la stessa operazione deve essere eseguita su dati diversi, sfruttando la presenza di più CPU, vengono mandati in esecuzione contemporaneamente processi diversi. I processi eseguiti in parallelo rappresentano istanze diverse di uno stesso programma che elabora dati diversi. c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Vantaggi dei sistemi paralleli

Efficienza dei sistemi paralleli

TAUNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: Attività nº : #titolo# #attività# E Facoltà di Ingegneria Vantaggi dei sistemi paralleli EFFICIENZA. Aumentando il numero di CPU è possibile svolgere un lavoro maggiore in meno tempo. processi non lavorano esattamente in parallelo: essi devono condividere alcune risorse quindi il sistema operativo deve gestire le operazioni di coordinamento dei processi in modo che tutti i componenti funzionino correttamente. Per esempio se lavorano due unità di elaborazione contemporaneamente, il lavoro svolto non sarà esattamente raddoppiato, ma risulterà poco minore. C 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Affidabilità e Disponibilità dei sistemi paralleli

TA PERE EIN dvsUNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS PERE dvs Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: Attività nº : #titolo# #attività# E TA Facoltà di Ingegneria Vantaggi dei sistemi paralleli AFFIDABILITA' (si definisce affidabilità la capacità del sistema operativo di lavorare correttamente) Il guasto di una CPU provoca un degrado delle prestazioni del sistema ma non lo rende inutilizzabile, cosa che accadrebbe in presenza di una sola CPU. L'intero sistema quindi non si ferma ma funziona ad una velocità ridotta. Esiste comunque un quanto di tempo nel quale il sistema è bloccato in attesa di individuare il guasto, successivamente continua l'elaborazione con le N-1 CPU rimaste .. DISPONIBILITA' (si definisce disponibilità la capacità del sistema operativo di essere sempre libero a eseguire elaborazioni). La presenza di più CPU assicura una maggiore disponibilità del sistema a eseguire nuove operazioni. c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Sistemi paralleli: suddivisione

Sistemi con una copia del Sistema Operativo su ciascuna CPU

E.H PERE ET NO UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E TA Facoltà di Ingegneria I sistemi paralleli possono essere suddivisi in: Sistemi con una copia del Sistema Operativo su ciascuna CPU CPU 1 CPU 2 CPU 3 CPU 4 Memoria V/O 1 2 Ha un SO privato Inserire testo Bus Figura 8.7 Partizionamento della memoria del multiprocessore fra quattro CPU, con condivisione di una copia singola del codice del sistema operativo. I box etichettati con Dati sono i dati privati del sistema operativo per ciascuna CPU. Le immagini estratte da [Tanen2009] sono autodescrittive C 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Sistemi asimmetrici master-slave e sistemi simmetrici

E.H PERE ET NO UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: Insegnamento: Lezione nº : #corso# #insegnamento# #lezione# #titolo# Titolo: Attività nº : #attività# E TA Facoltà di Ingegneria I sistemi paralleli possono essere suddivisi in: Sistemi asimmetrici master-slave CPU 1 CPU 2 CPU 3 CPU 4 Memoria Il master esegue il SO Lo slave esegue i processi utente Lo slave esegue i processi utente : Lo slave esegue i processi utente utente Bus Sistemi simmetrici CPU 1 CPU 2 CPU 3 CPU 4 Memoria 1/0 Esegue i processi utente ed il SO condiviso Esegue i processi utente ed Il SO condiviso Esegue i processi utente ed il SO condiviso: Esegue i processi utente ed il SO condiviso Lock Bus Le immagini estratte da [Tanen2009] sono autodescrittive c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Reti di calcolatori

PERE N13 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E TA Facoltà di Ingegneria Reti di calcolatori Una rete rappresenta un sistema costituito dall'insieme di due o più sistemi in comunicazione fra loro tramite specifici canali. In una rete di calcolatori il sistema è costituito da più processori come accade nei sistemi paralleli ma, a differenza di questi ultimi, i processori sono dislocati in calcolatori che possono trovarsi anche distanze elevate uno dall'altro (in genere su macchine diverse). Nei sistemi paralleli lo spazio di memoria è generalmente in condiviso fra in vari processori (in realtà dipende dalla struttura del sistema), quindi i diversi processori non sono completamente autonomi. Nelle reti di calcolatori i nodi sono indipendenti e possono lavorare da soli. Per questo motivo le reti si definiscono sistemi lascamente accoppiati. c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Sistemi operativi per reti di calcolatori

Sistemi operativi di rete

PERE ONI3 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E Facoltà di Ingegneria Sistemi operativi per reti di calcolatori Sistemi operativi di rete Il sistema operativo è supportato da moduli per il networking e da programmi per la comunicazione in rete con altri calcolatori simili. L'utente ha visione di tutte le risorse disponibili, può quindi accedere a macchine remote e copiare file da una macchina all'altra. Ogni macchina ha il proprio sistema operativo locale. Il sistema operativo per supportare i collegamenti in rete deve introdurre dei moduli per la gestione delle comunicazioni in rete (networking). Necessita quindi di un controllore per l'interfaccia di rete, del software a basso livello per il suo funzionamento e di programmi per l'accesso a macchine remote. La presenza di questi moduli non cambia la struttura essenziale del sistema operativo. c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Sistemi operativi distribuiti

TAUNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS PERE ONI3 SAP Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E TA Facoltà di Ingegneria Sistemi operativi per reti di calcolatori Sistemi operativi distribuiti Il sistema operativo così organizzato fa apparire la rete come un unico sistema monoprocessore: l'utente manda in esecuzione un programma su una macchina; sarà poi il sistema operativo a decidere su quale macchina verrà realmente eseguito. L'utente non sa quali risorse vengono utilizzate. E' il sistema operativo che deve gestire la trasparenza della rete di calcolatori in modo automatico ed efficiente. Questo tipo di sistemi sono più complicati da realizzare dei sistemi di rete poiché permettono l'esecuzione contemporanea di più programmi su diversi processori. Tale caratteristica richiede la gestione di complessi algoritmi di pianificazione dell'utilizzo dei processori per ottimizzare l'esecuzione parallela. Inoltre a causa dei ritardi delle comunicazioni in rete, tali algoritmi possono dover utilizzare informazioni incomplete. Ciò non accade nei sistemi operativi di rete in cui il sistema stesso ha una visione completa dello stato della rete. c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Evoluzione dei sistemi operativi II: Moderni sistemi di elaborazione

PERE EIN UNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: Lezione n° . . #insegnamento# #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E Facoltà di Ingegneria Calcolatori Elettronici e Sistemi Operativi Modulo di Sistemi Operativi Nucleo Tematico: Introduzione ai Sistemi Operativi Evoluzione dei sistemi operativi II: Moderni sistemi di elaborazione Prof. Michela Antonelli c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it

Sistemi Cluster

TAUNIVERSITÀ DEGLI STUDI eCAMPUS PERE dvs Corso di Laurea: #corso# Insegnamento: #insegnamento# Lezione nº : #lezione# Titolo: #titolo# Attività nº : #attività# E Facoltà di Ingegneria Sistemi Cluster I sistemi cluster hanno caratteristiche simili sia sistemi paralleli sia alle reti di calcolatori. Essi sono composti da più nodi (in genere un elevato numero) autonomi che condividono le risorse (per esempio condividono dispositivi di memoria secondaria - dischi). Questi sistemi sono utilizzati per garantire elevata affidabilità e disponibilità: devono assicurare elevate prestazioni e spesso essere sempre disponibili (server web) per gli utenti. Le richieste dei vari utenti vengono gestite da un controllore e smistate ai nodi. Le richieste di uno stesso utente possono essere gestite tutte da uno stesso nodo o da nodi diversi a seconda della politica scelta dal controllore. c 2007 - 2014 Università degli Studi eCampus - Via Isimbardi 10 - 22060 Novedrate (Co) - C.F. 90027520130 - Tel: 031.7942500 - Fax: 031.792631 - Mail: info@uniecampus.it