FRI-OS

Question 1

Naštej prednosti mikrojedernih OS

Answer 1

• Manjša velikost
• Manj kode a je ta bolj kompleksna (lažje za audit)
• Vse razen najbolj nujnih “service” se nahajajo v user-space
• Večja varnost, ker se več operacij naredi v uporabniškem načinu
• Zanesljivost/robustnost, saj crash enega servica ne crasha tudi jedra

Question 2

Katere funkcije OS opravlja mikrojedro?

Answer 2

• Inter-proces-communication (IPC)
• Virtual memory
• Sheduling

Question 3

Ko uporabnik sef poskusa zagnati “./skripta.sh” mu vrne nazaj Permission denied. Uporabnik sef ima sudo. Kako bi pognal skripto?

“ls -l” vrne:

-rw-r–r– 1 root root … itd.

Answer 3

Skripto bi pognal z “sudo bash ./skrpta.sh”

Question 4

Razloži pomen pozivnika sokrat@jama:~>

Answer 4

sokrat@jama:~>

sokrat => username
jama => ime računalnika
~(tilda) => pomeni da smo v svojem domačem(home) direktoriju

Question 5

naloge OS

Answer 5

• upravljanje s gl. pomnilnikom
• upravljanje z zunanjim pomnilnikom
• upravljanje z datotečnim sistemom
• varnost, začita
• delo v omrežju
• interpreter uporabniških ukazov
• upravljanje s procesi
• upravljanje v/i sistema

Question 6

Kaj je proces? Kako je predstavljen v OS-ju, naštej stanja, v katerih je lahko proces( ustvarjen, čaka,…)

Answer 6

Proces je program v izvajanju. Je ustvarjen, teče in nato uničen. Za svoje delovanje potrebuje vire (CPE, pomnilnik, V/I, datoteke, čas, …). Nekatere vire dobi ob nastanku, druge kasneje. Z okolico si lahko izmenjuje podatke. Hkrati lahko obstaja več procesov. Lahko so neodvisni, lahko pa se usklajujejo, komunicirajo. Običajno tekmujejo za omejene vire. Proces sam lahko ustvari nove procese. Program je pasivna entiteta - vsebina neke datoteke. Proces poleg programa zajem a tudi trenutno stanje nekaterih drugih entitet, ki se spreminjajo med izvajanjem programa.

Proces je lahko v:
- Created (ustvarjen)
Proces je ustvarjen

• Ready or waiting (pripravljen)
  proces je naložen v delovni pomnilnik. A se ne izvaja na CPU. Čaka na dodelitev cpu
• Running (teče)
  Proces je naložen v delovni trenutek in se izvaja na CPU
• Blocked (čaka)
  Proces je blocked, ko čaka na zunanjo spremembo. Npr. disk
• Terminated (končan)
  Je proces, ki se je končal, a se še vedno nahaja v tabeli procesov. Izbris procesa se zgodi, ko starš prebere kliče sistemski klic wait() in prebere izhodni status

Question 7

Kaj je spooling, kaj omogoča?

Answer 7

Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line) je način nalaganja poslov.
Pojavil se je skupaj z magnetnim diskom, ki služi kot vmesnik za hranjenje poslov (buffer) in za začasno hranjenje rezultatov opravljenih poslov.

Potek:

• Če je vhodna naprava pripravljena, procesor prekine s trenutnim delom in prebere vhodni podatek na disk.
  
  • Vsak posel ima svoj prostor na disku.
  • Ko je posel na vrsti za obdelavo, procesor vse o njem prebere z diska.
• Izhodne podatke posla procesor izpisuje na disk.
• Ko so pripravljeni rezultati posla in izhodna naprava, procesor prekine s trenutnim delom in rezultate prepiše z diska na izhodno napravo.

Prednosti:
- boljša izkoriščenost procesorja.

Slabosti:

• tak procesor je težko maksimalno izkoristiti,
• ni interaktivnosti,
• uporabnik dolgo čaka (velik obračalni čas).

Dobro za lastnike, slabo za uporabnike.
Spooling omogoča multiprogramiranje, saj je na disku lahko shranjenih več poslov naenkrat, pripravljenih za izvajanje.
Disk nudi hiter dostop do naslednjega posla.

Question 8

Kaj je problem kritičnih sekcij?

Answer 8

Je poblem zagotovljanja sočasnega izvajanje procesov (katerih vsak ima svojo kritično sekcijo), da bodo izpolnjene naslednje zahteve:

• vzajemno izključevanje proceov (sočasno naj se izvaja le ena kritična sekcija),
• omejeno čakanje procesov,
• omejeni vpliv na izbor naslednjega procesa, ki bo izvajal kritično sekcijo,
• neodvisnost rešitve od števila procesov, ki imajo kritično sekcijo in od tehnoloških značilnosti.

3 načini kako se rešuje: algoritmi, posebni ukazi, semaforji

Question 9

Kriteriji razvršanja procesov

Answer 9

1. Izkoriščenost CPE (CPU utilization)… CPE naj bo čim bolj izkoriščen. V realnosti 40% - 90%
2. Propustnost (troughput)… število končanih procesov v nekem času
3. Čas obdelave (turnaround time)… čas od nastanka procesa do njegovega konca
4. Čakalni čas (waiting time)…
5. Odzivni čas (response time)… čas od nastanka procesa do prve izhodne operacije.
6. Pravičnost (fairness)… vsak proces naj dobi ustrezen čas CPE

Question 10

kaj vrne true || true && false || return 42

Answer 10

vrne 42

Question 11

spremenljivka (znak) ki kaže na uporabniški direktorij (domaci imenik)

Answer 11

~ ali $HOME

Question 12

Opišite bistvo razvrščanja na procesorju, razvrščanja poslov in menjavanja

Answer 12

• Razvrščanje na procesorju je dejansko urejanje vrstnega reda procesov z različnimi algoritmi(prioriteta,najkrajši nemoteni tek,z zagotovilom, loterija, round robin) (kratkoročno – teče, pripravljen).
• Razvrščanje poslov je uporaba razvrščevalnika za določanje naslednjega procesa (dolgoročno – disk, nov)
• Menjavanje je zamenjava procesa na zunanjem pomnilniku in procesa na glavnem pomnilniku (srednjeročno – disk, pripravljen in obratno).

Question 13

Razlika med razvrščevalnikom in dodeljevalnikom

Answer 13

• razvrščevalnik izbere naslednji proces, ki dobi CPE,

- dodeljevalnik pa mu dodeli CPE.

Question 14

Našteje 3 signale v Linuxu, ki jih ni mogoče ignorirati.

Answer 14

SIGILL,SIGABRT,SIGBUS,SIGFPE

Question 15

napišite ukaz s katerim dodamo uporabnika

Answer 15

useradd

Question 16

napišite ukaz ki izpiše cilj simbolične povezave

Answer 16

readlink ime_povezave

Question 17

napišite ukaz s katerim sredi cevovoda hkrati pišemo v datoteko in naprej po cevovodu

Answer 17

tee

Question 18

Kaj je kritični odsek? Definicija Problema kritičnih odsekov! Napišite strategije reševanje problema kritičnega odseka.

Answer 18

• Kritični odsek je del procesa, katerega se naj ne bi prekinjalo oz. je del pri katerem shranjuje podatke oz. jemlje podatke iz virov, katere uporabljajo tudi drugi procesi.
• Problem kritičnih odsekov je kako omogočiti sočasno delovanje procesov tako, da ne bi povzročali problemov ostalim procesom (s spreminjanjem podatkov, s katerimi so upravljali preden jim je bil odvzet CPE).
• To se rešuje z specializiranimi ukazi, raznimi algoritmi ter semaforji.

Question 19

Napiši natančno pot do datoteke, kjer so shranjena uporabniška gesla.

Answer 19

“/etc/shadow”

Question 20

Znak trenutnega direktorija.

Answer 20

”.”

Question 21

Razloži semafor. V rešitvah je preprost (spinlock semafor)

Answer 21

Semafor je orodje za časovno usklajevanje procesov. Je celoštevilska spremenljivka S, nad katero se izvajajo operacije inicializacija.

wait(S) :
while S ≤ 0 do { no_op; }
S := S-1;

signal(S):
S := S+1 //atomarno – ne more biti prekinjen

Po navadi sta ti dve operaciji realizirani na OS.

Question 22

Tipi datotek v Linuxu

Answer 22

1. navadna datoteka – /etc/passwd
2. imenik – /bin
3. simbolična povezava – /usr/src/linux
4. cev – mkfifo pipa
5. vtičnica
6. znakovno orientirana naprava – /dev/tty
7. bločno orientirana naprava – /dev/sda

Question 23

Naštej razlike med vtičnicami in cevmi

Answer 23

Cevi so enosmerni kanali – za komunikacijo sta potrebni dve, na vtičnice pa se priklopijo dvosmerni kanali. Cevi (razen FIFO, t.j. poimenovane cevi) lahko obstajajo le med dvema procesoma v sorodstvu (otrok-otrok, roditelj-otrok), za vtičnice pa ta relacija ni potrebna.

Question 24

Pojasni signale v UNIXu

Answer 24

Signal je programska prekinitev s strani sistema, drugega programa ali samega sebe. Signal je možno poslati, prestreči, prezreti ali obravnavati. Nosijo malo informacije – predvsem za javljanje nenavadnih okoliščin ali napak.

Question 25

Vrste komunikacije

Answer 25

1. Za prenos podatkov skrbi OS (tj. njegova komponenta IPC). Ta način je počasnejši.
2. Za prenos podatkov skrbita proizvajalec in porabnik (preko skupnega pomnilnika)

Question 26

Naštej in predstavi algoritme za razvrščanje

Answer 26

1. Prvi pride, prvi melje (FIFO) – proces, ki je prej zahteval procesor ga prvi dobi
2. Krožno razvrščanje (round robin) – vrsta pripravljenih procesov je krožni seznam in proces, ki pride na vrsto dobi nek časovno rezino. Ko ta poteče ali pa se proces ustavi, se proces postavi na konec vrste
3. Razvrščanje po prioriteti – vsak proces ima prioriteto, najvišji dobi CPE
4. Najkrajši nemoteni čas (SJF - Shortest Job First) – CPE se dodeli procesu, ki bo najmanj časa nemoteno tekel. Napovedujemo tako, da predpostavimo, da bo naslednji nemoteni tek trajal podobno časa, kot trenutni
5. Najkrajši nemoteni tek + prekinjanje (SRTF - Shortest Remaining Time First) - enak SJF, le da se lahko tekoči proces prekine, če drug pripravljen proces obljublja krajši nemoten tek od preostanka tekočega nemotenega teka
6. Z zagotovilom - s pomočjo formule izračuna kvocient k in proces, ki ima najmanjši k dobi CPE. Če vpeljemo še prekinjanje, se k tekom časa povečuje, in ko presega

Question 27

Zgradbe jedra?

Answer 27

1. Enostavna – monolitna - Jedro je veliko, opravlja veliko funkcij in je ‘neurejeno’. ranljivost, nezanesljivost, težavna razširjenost. UNIX, Apple MacOS, Windows NT.
2. Razslojena - spodnji sloj je strojna oprema, vsak višji sloj pa temelji le na nižjih slojih. Skrivanje podrobnosti, prinaša red., manjša učinkovitost zaradi režije pri prenašanju. THE (6 slojev), Venus (7)
3. Mikrojedro - ohrani le bistvene komponente. Jedro je majhno, razširljivo, obvladljivo, prenosljivo. Celoten sistem pa enostavno razširljiv, zanesljiv, varen. Npr. če eden od servisov ‘izpade’, to ne prizadene celotnega sistema.

Question 28

Kaj so sistemski klici

Answer 28

Z njegovo pomočjo programer zaprosi OS, da ta v njegovem imenu izvede neko (zanj prepovedano) priviligirano akcijo. Nekateri višji programski jeziki pa te klice (read, load, store, create, open, execute …) vseeno omogočajo.
V grobem jih razbrstimo v skupine : upravljanje procesov, upravljanje datotek, upravljanje naprav, vzdrževanje in dostavo informacij, komunikacijo

Question 29

Komponente OS

Answer 29

• Upravljanje procesov - Ustvarjanje, uničenje, odložitev procesa, njegovo ponovno obuditev, usklajevanje med procesi, komunikacija med procesi , reševanje iz zastojev (mrtvih zank) , in še kaj.
• Upravljanje glavnega pomnilnika - Nadzor – dodeljevanje in odvzemanje
• Upravljanje datotek - Ustvarjanje in brisanje, premeščanje, kopiranje, stik, sprehajanje po dir., preslikavanje m ed datoteko in resničnim zunanjim pomnilnikom, skladiščenje (backup), t.j. varnostno shranjevanje.
• Upravljanje V/I sistema - Vsplošen vmesnik za kom unikacijo z golilniki, vsebovati gonilnike za posamezne V/I naprave, upravljati z vmesnimi pomnilniki (buffer), predpomnilniki (cache), spoolingom in še kaj.
• Zaščita in varnost - Nadzorovanje dostopa procesov do posameznih virov in zaščita pred okolico.
• Delo v omrežju
• Interpretacija uporabnikovih ukazov

Question 30

Vrste prekinitev

Answer 30

• Strojna, sproži strojna oprema: Npr. naprava pošlje po vodilu prekinitveno zahtevo in z njo prekine tekoče delo na CPE, konec V/I operacije, neveljaven poseg v pomnilnik.
• Programska, če jo sproži tekoči program: Npr. sistemski klic, s katerim tekoči program zahteva pomoč OS, past (trap), ker je CPE zaznala izjemno situacijo (deljenje z 0)

Question 31

IPC - medprocesna komunikacija. Vse

Answer 31

• Neposredna komunikacija: procesi se pri komuniciranju ekslicitno imenujejo (navedejo):
  
  • Simetrična: pošiljatelj in prejemnik drug drugega eksplicitno imenujeta
  • Asimetrična: samo pošiljatelj eksplicitno navede prejemnika
    send(Q,m) …pošlji procesu Q sporočilo m
    receive (x,m) …prejmi od kogarkoli sporočilo m in potem vrni njegovo ime v spremenljivko v x
• Posredna komunikacija: procesi imenujejo vmesni medij – nabiralnik. Nabiralnikov je lahko več, vsak ima enolični naslov. Pošiljatelj sporočilo vstavi v nek nabiralnik, od koder ga vzame prejemnik.
  
  • Nabiralnik je del procesa P, ki ga je ustvaril. Bere samo P.
  • Nabiralnik je del OS. Berejo isti katerim P podeli lastništvo. Nevarnost! (tekma za sporočilo, garbage collection)
    send(N, m) …vrzi v nabiralnik N sporočilo m
    receive (N,m) …vzem i iz nabiralnika N sporočilo m

Sinhrono in asinhrono komuniciranje, brez kopičenja, z omejenim kopičenjem, z neomejenim kopičenjem.
Prenašanje kopij sporočila ali reference (pomnilniške naslove).

Question 32

Naštej sistemske klice za UNIX, ki so potrebni za vzpostavitev skupnega pomnilnika in za vsakega opiši kaj stori.

Kako podatke pišemo in beremo?

Answer 32

int id_shm;
id_shm = shmget(IME, VELIKOST, MODE) - poišče ali ustvari skupni pomnilnik

char *shm_pointer;
shm_pointer = shmat(ID_SHM) - attach to shared memory

shmdt(ID_SHM) - detach from memory

shmctl(ID_SHM, IPC_RMID, NULL) - IPC_RMID vniči skupni spomin, ko se zadnji detacha

strcpy(shm_pointer, “napiši ta podatek”);
printf(“%s”, shm_pointer)

Question 33

Lastnosti OS

Answer 33

1. dodeljuje vire programom skladno s potrebami in zmožnostmi
2. rešuje konfliktne situacije
3. optimizira uporabo računalniških virov
4. nadzira delo nekaterih virov
5. nadzira izvajanje upor. programov
6. olajšuje delo uporabniku
7. povečuje učinkovitost računalniškega sistema

Question 34

V katerih vrstah se nahajajo procesi

Answer 34

1. vrsta vseh procesov
2. vrsta pripravljenih procesov
3. vrsta procesov, ki čakajo na V/I napravo