Operációs rendszerek vizsga 2008. május 20. megoldással forrásának megtekintése

''Megjegyzés: ez az oldal jelenleg félkész, ha tudsz valamihez hozzáírni, akkor nyugodtan. Érdemes mindenhez forrást is írni (tankönyből, wikipédiából, diasorokból, stb.), hogy akit érdekel, hozzáolvashasson még az itt leírtakhoz.''

==Beugró kérdések==

'''1. Milyen rendszereket nevezünk "szorosan csatolt" rendszereknek?'''

* Ahol több CPU közös óra és közös memória segítségével működik együtt. Általában egyetlen operációs rendszer van, de az bonyolult.
* ''Megjegyzés: az architektúrákból megtanult "közös erőforrást használnak" definícióra csak fél pontot adtak.''
* Könyv 137. oldal

'''2. Holtpont megelőzése (prevention) esetén milyen módszerrel lehet a foglalva várakozás előfordulását kizárni?'''

* Ha a folyamatokat kötelezzük arra, hogy minden erőforrásukat egyszerre kérjék el. Ha meg akarjuk engedni a rákérést, akkor menthető állapotú erőforrások esetén megtehetjük, hogy a várakozó folyamatoktól elvesszük az erőforrásaikat.
* Könyv 93. oldal

'''3. Mikor lehet két tevékenységet (utasítássorozatot) párhuzamosan végrehajtani (Bernstein)?'''

Ha Pi és Pj az utasítássorozatok, Ii és Ij a bemeneti, Oi és Oj a kimeneti változóik halmaza, az alábbi feltételeknek kell teljesülniük: Ij és Oi, Ii és Oj, valamint Oi és Oj metszete üres halmaz.Ekkor a két tevékenység párhuzamosan végrehajtható.

'''4. Milyen szinkronizációs kényszereket jelent, ha egy lazán csatolt rendszer kommunikációja során véges kapacitású csatornát alkalmazunk?'''

* Gondolom az a lényeg itt, hogy ha a küldő folyamat, túl gyorsan küldözget, akkor a csatorna megtelik, úgyhogy túlcsordulás lesz, ami miatt a küldőnek várnia kell mielőtt újra küld.

'''5. Sorolja fel a RAID technika leglényegesebb elemeit!'''

* Redundant Array of Inexpensive Disks: több lemez összekapcsolása.
* A RAID-0 esetében két lemezre vannak szétosztva az adatok, így egyetlen fájlt kétszer akkora sebességgel lehet írni (a két felét parhuzamosan).
* A RAID-1 esetében ugyanazt az adatot tároljuk le a két lemezen, így gyorsabb nem lesz, de az egyik lemez hibája esetén visszanyerhetőek az adatok.
* ''Megjegyzés: ez csak példa, több lemezzel is lehet csinálni, a sebesség/tárhely/hibatűrés között különböző kompromisszumokat elérve.''
* [[http://en.wikipedia.org/wiki/RAID]]

'''6. Mire szolgál a Translation Lookaside Buffer és mi a szerepe a fizikai cím kiszámításánál (virtuális címképzés)?'''

* A virtuális címet fizikai címre a laptábla segítségével lehet fordítani; de ez lassú, plusz egy memória-hozzáférést jelent. Ezért a lapkezdőcímek egy részét egy asszociatív cache-ben eltárolják, ez a TLB. Címfordításkor párhuzamosan indul a keresés a laptáblában és a TLB-ben, ha az egyikben megtalálta, akkor kész.
* [[http://en.wikipedia.org/wiki/Translation_lookaside_buffer]]
* Könyv 171. oldal

'''7. Melyek a Windows hardverfüggő részei?'''

* A kernel egyes részei és a HAL.
* ''Megjegyzés: én ide a drivereket is beírtam, nem vontak le érte pontot, de azt mondták, azokat nem szokás a rendszer részének tekinteni.''
* Windows bevezetés diasor, 17. és 19. dia

'''8. Mit jelentenek a számok és szavak a következő verzióleírásban: "Microsoft (R) Windows (R) 5.01.2006 Service Pack 2 Uniprocessor Free"?'''

* (MZ) 5.01.2006 a verziószám, major.minor.build formában, 5.1 a Windows XP verzója, 2006 az SP2-es verzió build száma. Uniprocessor = egy processzoros kernel verzió, Free = debug szimbólumok nélküli verzió. 
* Most computers run a "uniprocessor free" version of Windows, which is a version that runs on a single CPU and does not contain extra errorchecking.
* http://google.com

'''9. Hasonlítsa össze az általános célú (asztali) és a beágyazott operációs rendszereket az indulás szempontjából!'''

* A beágyazottnál először indul az alkalmazás, és az indítja az operációs rendszert, az asztalinál az operációs rendszer indítja az alkalmazásokat.
* Beágyazott rendszerek 2008-as diasor, 43. dia

'''10. Mi a Solaris DTrace?'''

* Hibakereső, nyomkövető eszköz, amivel a rendszer és a programok működését valós időben lehet megfigyelni.
* [[http://en.wikipedia.org/wiki/DTrace]]

'''11. Milyen futási módban és kontextusban zajlik a UNIX rendszerhívások kiszolgálása?'''

* Kernel módban fut a kód, és a rendszert hívó folyamat kontextusában.
* Könyv 286. oldal

'''12. Mi a UNIX inode?'''

* A fizikai állományokhoz tartozó leíró, azonosító.
* Könyv 328. oldal

==Nagy kérdések==

'''1. Milyen paraméterek alapján lehet a különböző CPU ütemezési algoritmusokat értékelni? Definiálja a különböző paraméterek jelentését, majd hasonlítsa össze az FCFS (First-Come-First-Served), RR (Round Robin) és SJF (Shortesh-Job-First) algoritmusokat a fenti paraméterek szempontjából.'''

* *Központi egység kihasználtság (CPU utilization)*: Alapvető cél, hogy a CPU lehetőleg minél több időt fordítson &#8222;hasznos&#8221; munka végzésére. A CPU-kihasználtság azt mutatja, hogy a CPU-idő hány százaléka fordítódik ténylegesen a folyamatok utasításainak végrehajtására. A kihasználtságot csökkenti, ha a CPU henyél (idle), azaz nincs olyan folyamat, amelyik futhat, illetve amikor rendszeradminisztráció, ütemezés stb. történik (rezsi, overhead)
* *Átbocsátó képesség (throughput)*: Az egy időegység alatt elvégzett munkák számát mutatja.
* *Körülfordulási idő (turnaround time)*: Egy-egy munkára vonatkozóan a rendszerbe helyezéstől a munka befejeződéséig eltelt időt mutatja.
* *Várakozási idő (waiting time)*: Értéke azt mutatja, hogy egy-egy munka összességében mennyi időt tölt várakozással. A várakozó és futásra kész állapotokban töltött időn kívűl ide számítódik a felfüggesztett állapotok ideje, valamint a hosszú távú ütemezésig eltelő előzetes várakozás is
* *Válaszidő (response time)*: Időosztásos rendszerekben nagyon fontos, hogy a felhasználók érezzék, hogy a rendszer reagál a parancsaikra. A válaszidő az az idő, amely az operációs rendszer kezelői felületének &#8211; esetleg egy felhasználóval kommunikáló folyamatnak &#8211; adott kezelői parancs után a rendszer első látható reakciójáig eltelik, vagyis amennyi idő alatt a rendszer válaszolni képes.

* FCFS: nagy átlagos várakozási idő 
* RR: ?; túl nagy időszeletet alkalmazva FCFS-be megy át
* SJF: Az algoritmus kiküszöböli a FCFS-nél tapasztalható konvoj hatást, és ennél az algoritmusnál optimális az átlagos várakozási és körülfordulási idő.

'''2. Egy igény szerinti lapozást alkalmazó rendszerben futó folyamat 4 fizikai memória lap területet kap. Futása során sorban a következő virtuális lapokra történik hivatkozás: 1,2,3,4,2,3,5,6,2,1,2,3,1,6,3,1.'''
* '''a) Legrégebbi lap, First In First Out (FIFO),'''
* '''b) legrégebben nem használt, Least Recently Used (LRU),'''
* '''c) újabb esély, Second Chance (SC),'''
* '''d) optimális'''
*lapcsere stratégiák alkalmazása esetén hány laphiba következik be? A négy fizikai lap kezdetben üres, nem tartalmazza egyik virtuális lapot sem.*

összedobtam egy táblázatot, remélem nincs benne hiba:
%ATTACHURL%/lapcsere.png

'''3.'''
* '''a) Ismertesse és definiálja a kritikus szakasz megvalósításánál megkövetelhető kritériumokat. Sorolja fel, milyen eszközöket ismer a kritikus szakasz megvalósítására!'''
* '''b) Kritikus régió (critical region) segítségével mutasson megoldást a termelő-fogyasztó (producer-consumer) problémára.'''

szerintem ide ez kell:
* a) A kölcsönös kizárás megoldásaival szemben a következő általános elvárásokat támasztjuk:
** minden körülmények között teljesüljön a kölcsönös kizárás,
** a belépési protokoll döntéshozatala csak a belépésben érdekelt folyamatok részvételét igényelje, azaz a többi folyamat nyugodtan haladhasson anélkül, hogy foglalkozniuk kellene a kérdéssel,
** véges időn belül minden belépni szándékozó folyamat bejuthasson (ettől esetenként eltekinthetünk).
* Kézenfekvő megoldásnak tűnik kritikus szakaszonként egy foglaltságjelző bit elhelyezése a közös memóriában szabad kezdőértékre állítva. A kritikus szakaszba belépni szándékozó folyamat teszteli a jelzőt, ha szabad, akkor átállítja foglaltra és belép a kritikus szakaszba, kilépéskor pedig visszaállítja szabadra.

* b) a probléma: 
** A rendszerben egymással párhuzamosan egy termelési folyamat, valamint egy fogyasztási folyamat zajlik. A Termelő saját ritmusában és algoritmusa szerint előállít valamit (például adatokat), amit egy raktárba tesz (Buffer). 
** A Fogyasztó saját ritmusában, saját algoritmusa szerint működve felhasználja a termelő által előállított terméket (adatokat), a soron következőt mindig a raktárból véve elő.
** A Termelő és a Fogyasztó sebességére nincs kikötésünk. A Buffer kiegyenlítő hatású, kisebb sebességingadozások esetén nem akadnak fenn a folyamatok, legfeljebb a Termelő lelassulása esetén a raktárkészlet fogy, a Fogyasztó lelassulása esetén pedig növekszik. Mivel a Buffer kapacitása véges, elvárjuk, hogy ha megtelt a Buffer, a Termelő várjon a következő elem betételével, amíg felszabadul egy hely, illetve ha üres a Buffer, a Fogyasztó várjon, amíg érkezik egy elem. Ugyancsak elvárjuk, hogy az elemeket a Fogyasztó ugyanabban a sorrendben dolgozza fel, ahogyan a Termelő előállította azokat.

* Talán a legáttekinthetőbb Lamport megoldása (1974) a pékség és egyéb sorállásra alkalmas üzletek és szolgáltatóhelyek működésének analógiájára (bakery algorithm). Bakery algoritmus adatszerkezetek közös tárban: 
* '''var''' számot_kap: '''array''' [0..n-1] '''of''' Boolean := false; (jelzi, hogy egy folyamat éppen sorszámot kap) sorszám: '''array''' [0..n-1] '''of''' integer := 0; (tárolja a sorszámokat)*Pi folyamat: belépési protokoll:* Sorszámot kér: számot_kap[i]:=true; sorszám[i]:=max(sorszám)+1; számot_kap[i]:=false; Amíg van nála kisebb sorszámú, helybenjár: '''for''' j:=0 '''to''' n-1 '''do begin while''' számot_kap[j] '''do''' üres_utasítás;
* '''while''' sorszám[j]ą0 '''and''' (sorszám[j],j)< (sorszám[i],i) '''do''' üres_utasítás; e*nd; kilépési protokoll:* sorszám[i]:=0;


'''4. A Windows ütemezése'''
* '''a) Jellemezze röviden, kulcsszavakkal a Windowsban használt ütemezőt!'''
* '''b) Milyen algoritmus alapján választja ki az ütemező, hogy ki fog legközelebb futni, és az meddig futhat?'''
* '''c) Milyen prioritási tartományokat kezel a kernel, mi ezek között a különbség?'''
* '''d) Hogyan védekezik az ütemező a kiéhezés ellen?'''
* '''e) Milyen különbség van szerver és kliens verziójú Windowsok között az ütemezés alapbeállításaiban?'''

* a) Prioritásos, minden módban preemptív, szálakat ütemez (nem ügyel a folyamatok közti egyenlőségre), események hatására történik ütemezés, prioritások változhatnak, legmagasabb prioritásúak futnak, köztük Round-Robin.
* b) A legmagasabb prioritásúak közül az egyik, Round-Robin szerint váltogat köztük. Mindegyik annyit futhat, amekkora a quantumja, ez a rendszer beállításaitól függ, valamint a blokkoló rendszerhívást végzőkét az ütemező módosíthatja. Ha felébred egy nagyobb prioritású, az megszakíthatja a futást.
* c) 32 szint(0-31): Zero page (0), Dinamikus (1-15) és real-time (16-31). User és kernel folyamatok is lehetnek mindkettőben, viszont a real-time folyamatoknak nem változtatja a prioritását, a dinamikusaknak pedig igen. Zero page szál: felszabadított memórialapok kinullázása.
* d) A Balance Set Manager által: egy másodpercenként megnézi a folyamatokat, ha valaki 300 óraütés óta nem futott, az megkapja a legmagasabb dinamikus prioritást (15), és nagyobb quantumot is kap. Miután végetért a quantumja, visszaáll normálisra.
* e) Szerveren nagyobb a szálak quantumja; így egy lekérés miatt felébredő szerver nagyobb eséllyel végez a quantum lejárta előtt. A kliensnél az interaktivitás általában fontosabb: minél hamarabb kerüljön sorra mindegyik szál, még ha kis időre is, hogy ne akadjon meg semmi.
* '''(MZ)''' a d)-nél: "megnézi a folyamatokat" --> "megnézi a szálakat", hisz mint az fentebb is szerepel a Windows szálakat ütemez, és nem folyamatokat
* '''(MZ)''' az e)-ből hiányzik a változó hosszú kvantumok a kliensen
* Windows ütemezés diasor 18., 19., 26. és 34. dia

'''5. Írja le a UNIX System V IPC közös részeit, majd röviden ismertesse az egyes kommunikációs megoldásokat, azok előnyeit és hátrányait!'''

* A közös részek:
** Kulcs: egyedi azonosító, a user határozza meg.
** Létrehozó folyamat UID-je és GID-je
** Birtokos folyamat UID-je és GID-je. Azért van, hogy a létrehozón kívül egy másik folyamat is minden jogot megkaphasson rá (ha kell).
** Olvasási és egyéb jogosultságok
** Létrehozó és egyéb függvények (pl. ...get(), ...ctl())
* Szemafor
** Egy azonosítóhoz egy szemafortömb tartozik, az egész tömb egy hívással hozható létre és módosítható
** Kölcsönös kizárásra jó, egyéb adatok átvitelére nem
** Problémák az atomicitással (semget() és semctl() közt más is próbálhat ugyanazzal az azonosítóval szemafort csinálni)
* Üzenetsor
** FIFO alapú, blokkokban továbbítja az információt
** Nem lehet címzettet megnevezni, bárki kiolvashatja az üzenetet
** Lassú, ugyanazt az adatot kétszer is kell mozgatni
** Kevés információ vihető át vele
* Osztott memória
** Gyors, és sok adatot lehet vele átvinni
** Nincs szinkronizálva az írás/olvasás
** Strukturálatlan, nyers információátvitel
* Könyv 315.-318. oldal

[[Category:Infoalap]]