Idee di apprendimento attivo
La gestione della memoria centrale è una delle sfide più critiche per un sistema operativo, che deve allocare spazio limitato a molti processi garantendo isolamento e velocità. In questa unità, gli studenti affrontano il problema della frammentazione e scoprono come la paginazione e la segmentazione abbiano rivoluzionato l'uso della RAM. Il concetto di memoria virtuale è il culmine di questo percorso, mostrando come il software possa 'ingannare' i programmi facendo credere loro di avere a disposizione molta più memoria di quella fisica.
Attività 01
I gruppi ricevono una griglia che rappresenta la RAM e blocchi di diverse dimensioni (processi). Devono provare ad allocarli usando le strategie First-fit e Best-fit, misurando quanta memoria rimane inutilizzata a causa della frammentazione.
Come viene assegnata la memoria ai programmi in esecuzione?
Attività 02
Metà classe interpreta i 'Processi' con indirizzi logici, l'altra metà la 'MMU' con una tabella di traduzione. Gli studenti devono mappare i loro indirizzi logici in indirizzi fisici sulla lavagna per recuperare dei 'dati' nascosti.
Cos'è la frammentazione e come si risolve?
Attività 03
Il docente mostra un sistema con 8GB di RAM che ne sta usando 12GB. Gli studenti devono ipotizzare come sia possibile, discutere il ruolo del disco fisso e prevedere l'impatto sulle prestazioni del sistema.
Come funziona la memoria virtuale?
Alcune note per insegnare questa unità
Attenzione a questi errori comuni
Credere che la memoria virtuale aumenti la velocità del computer.
La memoria virtuale permette di eseguire più programmi, ma l'uso del disco (swap) è drasticamente più lento della RAM. Un'analisi comparativa dei tempi di accesso (nanosecondi vs millisecondi) aiuta a correggere questa idea.
Pensare che i programmi occupino sempre blocchi di memoria contigui nella RAM fisica.
Grazie alla paginazione, un programma può essere sparso in tutta la RAM. Usare diagrammi di mappatura logico-fisica chiarisce che la continuità è solo un'illusione fornita dal sistema operativo al programmatore.
Metodologie usate in questo brief
Funzioni e struttura del Sistema Operativo
Evoluzione storica dei sistemi operativi e analisi dell'architettura a strati (onion skin). Panoramica sulle interfacce utente e i servizi di base.
8 methodologies
Gestione dei processi e della CPU
Concetto di processo, stati di esecuzione, context switch e multitasking. Studio dei principali algoritmi di scheduling della CPU.
8 methodologies
Il File System e la gestione delle memorie di massa
Organizzazione logica e fisica dei dati sulle memorie di massa. Struttura gerarchica delle directory, file e permessi di accesso.
8 methodologies