Il sistema operativo

Un sistema operativo può essere definito come un insieme di programmi creati appositamente per l’esecuzione di diverse attività, in cui funge da intermediario tra l’utente e il computer. Questo insieme di programmi che gestiscono l’hardware di un computer o di un altro dispositivo elettronico. Fornisce routine di base per controllare i diversi dispositivi e consente di gestire, ridimensionare ed eseguire l’interazione tra le attività.


Un sistema operativo ha anche la funzione di  gestire tutte le periferiche di un computer. È responsabile del mantenimento dell’integrità del sistema.

Possiamo dire che il sistema operativo è il più importante programma per computer.

Esistono molti tipi di sistemi operativi, la cui complessità varia a seconda del tipo di funzioni fornite e del tipo di apparecchiatura che può essere utilizzata. Alcuni sistemi operativi consentono di gestire un numero elevato di utenti, mentre altri controllano dispositivi hardware come le pompe dell’olio.


Quando il sistema operativo inizia a funzionare, avvia i processi che dovranno quindi funzionare correttamente. Questi processi possono essere file che devono essere aggiornati di frequente o file che elaborano dati utili per il sistema. È possibile avere accesso a diversi processi del sistema operativo, attraverso il task manager, in cui vengono individuati tutti i processi che sono in funzione dall’inizializzazione del sistema operativo al suo uso corrente.

Una delle attribuzioni del sistema operativo è caricare nella memoria e facilitare l’esecuzione dei programmi che l’utente utilizza. Quando un programma è in esecuzione, il sistema operativo continua a funzionare. Ad esempio, molti programmi richiedono l’accesso alla tastiera, video e stampante, nonché l’accesso al disco per leggere e registrare i file. Tutti questi accessi sono effettuati dal sistema operativo, che è attivo tutto il tempo, fornendo servizi ai programmi che vengono eseguiti.

Il sistema operativo effettua anche l’amministrazione delle risorse del computer, per impedire che i programmi entrino in conflitto. Ad esempio, il sistema operativo impedisce a due programmi di accedere simultaneamente allo stesso settore di memoria, il che potrebbe causare gravi problemi. Il sistema operativo funziona come un “insegnante”, facendo cosi che tutti i programmi e tutti i componenti del computer funzionano in forma armonica.

Funzioni di base del sistema operativo

Il sistema operativo è un insieme di programmi che:

  • Inizializza l’hardware del computer
  • Fornisce routine di base per controllare i dispositivi
  • Consente di gestire, scaglionare e interagire con le attività
  • Mantiene l’integrità del sistema

Un sistema operativo molto semplice, ad esempio, un sistema di controllo di sicurezza, potrebbe essere memorizzato in una ROM  (Read Only Memory: un chip che mantiene le istruzioni per il dispositivo) e assumere il controllo quando collegato all’apparecchiatura. Il suo primo compito sarebbe quello di riadattare (e probabilmente testare) sensori e allarmi hardware, e quindi attivare una routine che “ascolti” ininterrottamente tutti i sensori del sistema. Se lo stato di un qualsiasi sensore di ingresso cambia, verrà attivata una routine di allarme.

In un grande server multiutente, con molti computer collegati, il sistema operativo è molto più complesso. Deve gestire ed eseguire tutte le richieste degli utenti e assicurarsi che non interferiscano l’uno con l’altro. È necessario condividere tutti i dispositivi seriali (apparecchiatura che può essere utilizzato da un solo utente alla volta, come stampanti e dischi) tra tutti gli utenti che chiedono di utilizzare questi servizi. Il sistema operativo può essere memorizzato su un disco e alcune parti di esso vengono caricate nella memoria del computer (RAM) quando necessario.

Il sistema operativo fornisce utilità per:

  • Gestione dei file e documenti creati dagli utenti
  • Esecuzione controllata di programmi
  • Comunicazione tra utenti e con altri computer
  • Amministrazione degli ordini degli  utenti per utilizzare programmi e spazio di archiviazione.

Inoltre, il sistema operativo dovrebbe presentare a ciascun utente un’interfaccia che accetti, interpreti ed esegua comandi o programmi utente. Questa interfaccia è solitamente chiamata SHELL o interprete della riga di comando (CLI). In alcuni il sistema potrebbe essere una semplice riga di testo che utilizza una parole chiave; in altri sistemi potrebbero essere grafici, usando finestre e un dispositivo di puntamento come un mouse.

Le parti di un sistema operativo

Il sistema operativo di un computer che viene utilizzato da molte persone contemporaneamente è un sistema complesso. Contiene  milioni di righe di istruzioni scritte dai programmatori. Per rendere i sistemi operativi più facili da scrivere, sono costruiti come un insieme di moduli, ogni modulo è responsabile dell’esecuzione di una funzione. I moduli tipici in un sistema operativo multi-utente di grandi dimensioni sono generalmente:

  • Kernel (Kernel in inglese)
  • Responsabile dei processi
  • Scheduler
  • File manager

Il nucleo di un sistema operativo è talvolta chiamato EXECUTION in tempo reale. Alcune delle funzioni eseguite sono:

  • Scambio tra programmi
  • Controllo e programmazione di dispositivi hardware
  • Gestione della memoria
  • Gestione dei processi
  • Ridimensionamento delle attività
  • Comunicazione tra processi
  • Elaborazione di eccezioni e interruzioni

Il nostro semplice sistema di monitoraggio della sicurezza (che abbiamo visto sopra) non avrebbe tutte le funzioni menzionate, dal momento che probabilmente sarebbe un sistema mono-task, eseguendo solo un programma. Pertanto, non sarebbe necessario gestire le modifiche tra più di un programmi o consentire la comunicazione tra i programmi (comunicazione tra processi). La gestione della memoria non sarebbe necessaria, poiché il programma risiederà permanentemente nella ROM o in una EPROM (una speciale forma programmabile di ROM).

Un sistema operativo progettato per gestire un gran numero di utenti avrebbe bisogno di un kernel per eseguire tutte le funzioni descritte. I programmi utente vengono solitamente memorizzati su disco e devono essere caricati nella memoria prima di essere eseguiti. Ciò solleva la necessità di gestire la memoria, dal momento che la memoria del computer dovrebbe essere scansionata per individuare un’area libera in cui caricare un programma utente. Quando l’utente termina l’esecuzione del programma, la memoria utilizzata deve essere rilasciata e resa disponibile a un altro utente quando viene richiesta.

Programmazione di un computer

Un programma è una sequenza di istruzioni fornite al computer. Quando il programmatore del software (una persona che scrive programmi in modo che vengano eseguiti in un computer) sviluppa un programma, questo viene trasformato in una lunga lista di istruzioni che vengono eseguite dal sistema operativo del computer.

Nel caso dei sistemi operativi, si parla di un processo piuttosto che di un programma. Nei moderni sistemi operativi, solo una parte di un programma viene caricata in qualsiasi momento. Il resto del programma attende su un’unità disco finché non è necessario. Ciò consente di risparmiare spazio di memoria.

I programmi sul computer sono eseguiti dai processori. Un processore è un chip sul computer che esegue le istruzioni del programma. I processori eseguono milioni di istruzioni al secondo.

Il processore del computer >>

Un processo

Un processo o un’attività è una parte di un programma in una determinata fase dell’esecuzione. Un programma può consistere in diversi compiti, ognuno con il proprio funzionamento o come unità (magari comunicando periodicamente tra loro).

Thread

Una discussione è una parte separata di un processo. Un processo può essere composto da più thread, ognuno dei quali viene eseguito separatamente. Ad esempio, un thread può aggiornare la grafica sullo schermo, un altro thread si occuperà della stampa, un altro thread gestirà il mouse e la tastiera. Ciò fornisce buoni tempi di risposta in programmi complessi. Windows Server è un esempio di un sistema operativo che supporta il multi-thread.

Caricamento del sistema operativo

Il sistema operativo può essere caricato nella memoria di un computer in due modi.

  • È già presente nella ROM
  • Viene caricato dal disco quando il computer è acceso.

Se il sistema operativo è già presente nella ROM (nei sistemi di controllori industriali, pompe dell’olio, ecc.), Al momento dell’accensione assume il controllo immediato del processore. Nei sistemi più complessi, il sistema operativo è normalmente memorizzato in un’unità secondaria (come un disco) e viene caricato nella RAM quando il computer è acceso. Il vantaggio di questo tipo di sistema è che lo scaglionamento è più facile da fare e programmare.

I sistemi operativi più conosciuti.

Indubbiamente, il sistema operativo più conosciuto è Windows, sviluppato da Microsoft.

I sistemi operativi più popolari:

– Microsoft Windows (per computer).
– Windows Server (per server) 
– Linux (per computer e server) 
– Mac OS (per computer) 
– Chrome OS (per computer) 
– Android (per smartphone) 
– Windows Phone (per smartphone) 
– iOS (per smartphone) 
– BlackBerry sistema operativo (per smartphone)

Che cosa deve fare un sistema operativo?

Un sistema operativo (SO) deve garantire che l’apparecchiatura (e le periferiche) possano essere utilizzate senza problemi da qualcuno che non conosce i dettagli  dell’hardware. Deve consentire all’utente di creare e accedere ai file, utilizzare i programmi, accedere a Internet, giocare e tutto ciò che può essere fatto con i computer e / o i dispositivi mobili. Oltre a ciò, il sistema operativo deve eseguire i programmi e aiutarli ad accedere alle risorse di sistema in modo semplice e organizzato.

Qual è il sistema operativo più utilizzato?

Indubbiamente, Windows, il sistema operativo di Microsoft, è il più utilizzato. È presente su oltre il 60% dei computer del mondo.

Cos’è il BIOS? Come aggiornare il BIOS >>

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