Operációs rendszerek vizsga 2010. január 18.

Ez az oldal a korábbi SCH wikiről lett áthozva.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor, kérlek, javíts rajta egy rövid szerkesztéssel!

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót.

1. Hasonlítsa össze a folyamat (process) és a szál (thread) fogalmakat, adja meg az egymáshoz való viszonyukat, miben azonosak/hasonlítanak és miben különböznek! Rövid táblázatos összehasonlítást kérünk, nem esszét!

Szoftvertechnikák egyik előadásrészlete elég jól idevág.

2. feladathoz segítség: Mi a prioritás inverzió jelensége?

A szemaforok alkalmazásának egyik nemkívánatos mellékhatása a prioritás inverzió. Adott egy alacsony, egy közepes és egy magas prioritású taszk. Tételezzük fel, hogy először az alacsony prioritású lesz futásra kész. Miután elindult, egy adott ponton lefoglalja a szemafort, majd fut tovább. Ekkor azonban futásra kész lesz a magas prioritású taszk is. A (preemptív) kernel ennek megfelelően ütemezni is fogja. Egy adott ponton a magas prioritású feladat is le szeretné foglalni a szemafort. De mivel az már foglalt, ezért várakozó állapotba kerül. A vezérlés pedig visszaadódik az ekkor egyetlen futásra kész taszkra, az alacsony prioritásúra. Némi idő eltelte után a közepes fontosságú feladat is futásra kész lesz, a kernel ütemezi is, majd futása végeztével folytatódik tovább az alacsony prioritású taszk futása. Egészen addig, amíg el nem engedi a szemafort. Ez a lépés ugyanis futásra kész állapotba hozza a magas prioritású feladatot, amit a kernel ütemez is. Futása során elvégzi azon műveleteket, melyhez a szemafor kellett, majd elengedi azt. Ekkor nem történik semmi, lévén nem vár magasabb prioritású taszk a szemaforra. Miután befejezi futását, visszatér a vezérlés az alacsony prioritású feladatra, így az is be tudja fejezni működését. Figyeljük meg, hogy az alacsony prioritású taszk részben, a közepes prioritású pedig teljes egészében képes volt "beelőzni" a magas prioritásút. Sőt, ha több köztes prioritású feladat is lenne, legrosszabb esetben mindegyik olyan időzítéssel lesz futásra kész, hogy mindegyik hamarabb fog lefutni, mint a legmagasabb prioritású. Ezért nevezik ezt a jelenséget prioritás inverziónak.

5. Rajzolja fel a UNIX folyamatok teljes állapotátmeneti-gráfját és ismertesse az életciklusukat a létrehozástól a megszűnésig! Térjen ki a fontosabb rendszerhívásokra is!

_UNIX 2. diasorból_
%T% az ábra és a folyamatok életciklusa (állapotátmenetek) pont a fontosabb

<img src = "https://wiki.sch.bme.hu/pub/Infoalap/OpReVizsga20100118PrioritasInverzio/UNIX_folyamat_allapotok.gif"/>

Folyamatok életciklusa (állapotátmenetek)

• Létrehozás
  • fork() : új folyamat létrehozása (copy-on-write technika)
  • exec() : új programkód betöltése egy folyamat címterébe
• Futtatás (ütemezés)
  • futó és futásra kész állapotok közötti átmenetek vezérlése
• Futás megállítása
  • várakozás eseményre (önként)
  • felfüggesztés (felhasználó)
  • leállás (önként vagy a kernel)
• Leállás
  • exit()  : rendszerhívással
  • zombi állapot
  • szülő értesítése
  • gyerekek adoptálása

A fork() és az exec() rendszerhívások

• A fork() eltérő értékkel tér vissza a szülő és a gyerek esetében
• Az exec() sikeres végrehajtás esetén nem tér vissza

		  if ((res = fork()) == 0) {
				// gyerek
				exec(...);
				// ha visszatér, exec hiba történt
		  } else if ( res < 0 ) {
				// fork hiba történt
		  }
		  // res = CHILD_PID (>0), szülő kódja fut tovább 

• fork() variációk (címtér használat, szálak többszörözése)
  • clone() (osztott címtér), vfork() (exec), fork1() (egy szál)
• exec() variációk (elérés, argumentumok, környezet)
  • execl(), execv(), execle(), execve(), execvp(), execlp()

A folyamatok családfája

• Folyamatot csak egy másik folyamat tud létrehozni
  • minden folyamatnak van szülője és lehetnek gyerekei
  • a szülő változhat (így a gyerekek listája is)
• A fork() megadja a szülőnek a gyerek azonosítóját (PID)
• Az ős folyamat (init, idle, swapper)
  • minden folyamat őse
  • a rendszer leállásáig fut
  • örökli az árva folyamatokat
  • figyeli bizonyos rendszerfolyamatok meglétét (futását)
• A család fontos
  • a szülő értesítést kap a gyerek folyamat leállásáról (nyugtáznia kell)

%T% Ha valakinek ez nem elég, akkor innen is válogathat a válaszhoz.

-- esoxmoller - 2010.01.20.