Esercizi: A cosa serve il sistema operativo

Spiega con parole tue che cos'è il sistema operativo di un dispositivo e scrivi il nome del sistema operativo del tuo cellulare o del computer che usi, insieme a due cose che quel sistema ti permette di fare.

Immagina un computer senza sistema operativo: solo la scocca e i componenti. Potresti giocare a un videogioco? E scrivere una relazione? Motiva le tue risposte spiegando che cosa manca.

La figura mostra gli strati di un computer, dalla persona che lo usa fino alla macchina, ma uno strato intermedio è coperto da un punto interrogativo, come si vede nello schema.

Quale strato manca nello schema? Spiega che cosa fa quello strato e motiva perché le applicazioni non comunicano direttamente con l'hardware.

Il sistema operativo lavora senza che tu te ne accorga. Nomina tre compiti che svolge per te in background (gestire la memoria, mostrare gli avvisi della batteria, mantenere l'ora, controllare chi accede al dispositivo...) e spiegane uno con una frase.

Ordina queste quattro parole dalla persona alla macchina, come comunicano tra loro: hardware, applicazione, sistema operativo, utente. Spiega con una frase che cosa fa ogni anello della catena.

Spiega la differenza tra «spegnere» e «sospendere» il computer: che cosa fa il sistema operativo con i tuoi documenti aperti in ciascun caso e quando conviene usare ciascuna opzione.

Quando trascini un file nel cestino, chi lo sposta davvero: tu, l'applicazione che hai aperto o il sistema operativo? Motiva la tua risposta pensando a chi controlla le cartelle del dispositivo.

Quando colleghi una chiavetta USB, il computer la riconosce quasi subito e mostra la sua icona. Spiega che cosa fa il sistema operativo in quei secondi (rilevare il dispositivo, caricare il suo driver, mostrarlo all'utente) e perché non serve installare nulla a mano.

Premi «stampa» nel programma di videoscrittura e, pochi secondi dopo, la stampante inizia a lavorare. Descrivi l'intera catena di chi comunica con chi (applicazione, sistema operativo, hardware) e spiega due compiti concreti che il sistema operativo svolge in quel momento.

Puoi ascoltare musica mentre scrivi un documento e hai il browser aperto. Spiega con parole tue come fa il sistema operativo a far condividere a tutte le applicazioni la CPU e la memoria senza «litigare», e che cosa noti quando ne apri troppe contemporaneamente.

Il sistema operativo organizza i file in cartelle. La tua cartella «Documenti» è un caos di compiti, foto e download. Progetta una struttura di cartelle per ordinare tutto ciò che riguarda l'anno scolastico, scrivi le regole che hai seguito (nomi chiari, sottocartelle per materia...) e spiega quali vantaggi avrà a giugno.

Mentre si copia un file molto grande su una chiavetta USB, continui a navigare in internet senza problemi. Spiega come il sistema operativo ripartisce il lavoro tra la copia e il browser e descrivi che cosa noti se la chiavetta USB è molto lenta.

Il sistema chiede la password per installare un programma nuovo, ma non per aprire un documento di testo. Motiva perché il sistema operativo protegge alcune azioni e non altre, e spiega che cosa potrebbe succedere se l'installazione dei programmi non richiedesse alcun permesso.

Due applicazioni inviano documenti alla stampante quasi contemporaneamente. Spiega che cosa fa il sistema operativo perché le pagine non escano mescolate (la «coda di stampa») e che cosa succede se annulli uno dei due lavori.

Il cellulare mostra l'avviso «sono state chiuse applicazioni in background» quando ne apri molte contemporaneamente. Collega l'avviso alla gestione della memoria RAM che fa il sistema operativo e spiega perché l'app della musica è di solito l'ultima a chiudersi.

Confronta il desktop del computer con la scrivania reale del tuo tavolo di studio: che cosa rappresentano le cartelle, i collegamenti e il cestino, e chi «mette in ordine la scrivania» quando non lo fai tu (pensa ai download automatici o alle copie di sicurezza).

Il tuo amico ha scaricato sul suo cellulare Android il programma di installazione di un gioco per computer («gioco.exe»). Quando prova ad aprirlo, il cellulare mostra un messaggio di errore e non fa nulla. Il tuo amico afferma: «Il file è danneggiato; se fosse lo stesso gioco, dovrebbe funzionare altrettanto bene sul cellulare e sul PC». Utilizzando il modello a strati (Hardware, Sistema operativo, Applicazioni e Utente):

1. a) Confuta l'affermazione del tuo amico: spiega che cosa accade a livello di strati perché uno stesso file eseguibile non funzioni da una piattaforma all'altra.
2. b) Quali due opzioni tecniche hanno i programmatori di quel videogioco perché gli utenti possano giocarci sia su un computer con Windows sia su un cellulare Android?

Il computer dell'aula impiega più di tre minuti a rispondere dopo aver premuto il pulsante di accensione. Consultando l'elenco dei programmi che si eseguono automaticamente all'avvio, trovi i seguenti elementi:

1. Antivirus aziendale (Impatto: Alto)

2. Driver della scheda audio (Impatto: Medio)

3. Launcher della piattaforma di videogiochi (Impatto: Alto)

4. Assistente di aggiornamento del lettore musicale (Impatto: Basso)

1. a) Interpreta questi dati: spiega quali risorse del computer (gestite dal sistema operativo) si saturano durante l'avvio e perché rallentano il computer anche se non hai ancora aperto alcuna applicazione.
2. b) Decidi in modo motivato quali programmi disattiveresti all'avvio e quali manterresti attivi per velocizzare l'avvio senza compromettere la sicurezza né il funzionamento di base del computer.

Immagina di progettare il sistema operativo di uno sportello bancomat. Decidi quali applicazioni permetteresti di installare, come sarebbe la sua schermata principale e quali differenze avrebbe rispetto al sistema di un cellulare, dando priorità a sicurezza e semplicità. Giustifica ogni decisione.

Un'azienda tecnologica vuole adattare il sistema operativo di un computer desktop per installarlo su un braccialetto sportivo intelligente a basso costo.

1. a) Scegli tre funzioni abituali del sistema operativo di un PC che dovresti eliminare o semplificare drasticamente nel braccialetto e giustifica ogni decisione collegandola a un limite fisico del dispositivo (batteria, processore o schermo).
2. b) Se un utente pretendesse che il braccialetto permetta di avere più finestre mobili contemporaneamente e di gestire account per diversi membri della famiglia come fa Windows, quali due argomenti tecnici gli porteresti per dimostrargli che quel limite è in realtà un vantaggio per il funzionamento dell'orologio?

Uno studente della scuola scarica il programma di installazione di un gioco e uno di un programma libero di progettazione 3D. Quando prova a eseguirli dal suo account da studente, in entrambi i casi il sistema operativo gli chiede la password di amministratore e blocca l'installazione. Lo studente protesta: «Il sistema operativo dovrebbe permettere di installare il software di progettazione perché è didattico e bloccare soltanto i giochi».

1. a) Confuta tecnicamente l'argomento dello studente: spiega perché un sistema operativo non può distinguere da solo se un file è 'didattico' o 'di svago' in base al sistema dei permessi.
2. b) Progetta una soluzione tecnica o di configurazione per l'aula che permetta agli studenti di provare gli strumenti software necessari per le lezioni senza concedere loro permessi di amministratore completi sui computer.

Analizza questi due problemi verificatisi sul cellulare di una utente:

• Problema A: Mentre giocava, la schermata del gioco si è chiusa all'improvviso ed è tornata al menu iniziale del cellulare; le altre applicazioni e le chiamate hanno continuato a funzionare normalmente.

• Problema B: Lo schermo si è bloccato completamente, i pulsanti fisici non rispondevano e, dopo alcuni secondi di schermo nero, il telefono si è riavviato del tutto.

1. a) Utilizzando il modello a strati (Hardware, Sistema operativo, Applicazioni, Utente), individua a quale livello si è originato il guasto in ciascun problema e giustifica perché nel Problema B si sono fermate contemporaneamente tutte le funzioni.
2. b) Prevedi quali conseguenze avrebbe per la stabilità del dispositivo il fatto che le applicazioni potessero comunicare direttamente con la memoria e con il processore senza la supervisione del sistema operativo.

Per spiegare il ruolo del sistema operativo, il tuo gruppo di lavoro propone questa analogia: «Il sistema operativo è come la torre di controllo di un aeroporto affollato: gli aerei che vogliono atterrare o decollare sono le applicazioni, e le piste e i gate d'imbarco sono l'hardware».

1. a) Applica questa similitudine per spiegare come il sistema operativo risolve due situazioni reali in un computer:

1. Due programmi cercano di inviare un documento all'unica stampante contemporaneamente.

2. Un programma si 'blocca' e consuma tutta la memoria disponibile.

1. b) Individua un aspetto fondamentale del sistema operativo (per esempio, l'interfaccia grafica con l'utente o la gestione di file e cartelle) in cui questa similitudine della torre di controllo non funziona o non rappresenta bene la realtà, e spiega perché.

In un dibattito in classe di Tecnologia vengono proposte due posizioni:

• Posizione 1: «Qualsiasi apparecchio elettronico che abbia un microprocessore ed esegua istruzioni (come una semplice calcolatrice tascabile o un forno a microonde) ha un sistema operativo».

• Posizione 2: «Quegli apparecchi hanno un programma fisso registrato in un chip, ma non hanno un sistema operativo».

1. a) Giustifica quale delle due posizioni è tecnicamente corretta, spiegando quali funzioni essenziali svolge un sistema operativo che non esistono in un semplice elettrodomestico.
2. b) Se a una lavatrice tradizionale si aggiungono la connessione wifi e uno schermo touch per scaricare da internet programmi di lavaggio e gestire profili degli utenti della famiglia, prevedi se in quel caso sarebbe giustificato integrare un sistema operativo e motiva la tua risposta.