Vizsga beugró kérdések Flashcards
(127 cards)
1
Q
Mi az operációs rendszer?
A
Az operációs rendszer (operating system, OS)
azon programok összessége, amelyek vezérlik a számítógép
hardverének működését, és lehetővé teszik azon felhasználói
feladatok végrehajtását.
2
Q
Mi a kernel?
A
Az operációs rendszer védett módban működő programja, amely felügyeli a felhasználói módú programok működését, és biztosítja hozzáféréseket a rendszer erőforrásaihoz. (a szgép. vezérlőprogramja, erőforrás-allokátor)
3
Q
Kernel feladatai?
A
- felügyeli a programok végrehajtását
- menedzseli az erőforrásokat
- biztosítja hozzáférésüket az erőforrásokhoz
4
Q
Mi a rendszerkönyvtár?
A
Az operációs rendszer részét képező programkönyvtárakat, amelyeket a programok felhasználhatnak működések során.
5
Q
Mi a rendszerprogram?
A
az operációs rendszer részét képező, működésével kapcsolatos feladatokat megoldó program.
6
Q
rendszerszolgáltatás
A
olyan folyamatos működésű rendszerprogram, amely képes beérkező feladatok folyamatos megoldására.
7
Q
rendszerhívás interfész
A
egy programozói felelet, amely a felhasználói módban működő programok számára nyújtott szolgáltatásait tartalmazza.
8
Q
mikrokernel
A
egy olyan operációs rendszer kernel, amely
csak az alapműködéshez feltétlenül szükséges kódrészleteket
tartalmazza, minden más funkciót felhasználói módban működtet.
9
Q
Monolitikus kernel
A
a kernel részei egyetlen címtérben elérhetőek, egyetlen modul részei.
10
Q
Moduláris kernel
A
nem mindig érhető el minden rész, fordítás, konfiguráció vagy futás közben tölt be részeket.
11
Q
Réteges kernel
A
jól definiált interfészekkel rendelkezik a kernel
12
Q
Beágyazott OS
A
Olyan speciális számítógépes rendszerek, amelyeket egy
jól meghatározott feladatra találtak ki
13
Q
Időosztásos OS
A
a programokhoz időszeleteket rendelve váltakozva futtatja azokat
14
Q
Multiprogramozott OS
A
több feladatot old meg egyszerre, a programokat háttértárról maga tölti be
15
Q
Valósidejű OS
A
Adott feladatra adott időben adott valószínűséggel ad választ.
16
Q
ablakkezelő
A
(window manager, WM)
– alkalmazásablakok elhelyezése és megjelenítése
+ programozási felület és rendszerkönyvtárak
– testre szabható és bővíthető
17
Q
kijelzőszerver
A
A grafikus felhasználói felület elemeinek kiszolgálása erőforrásokkal
18
Q
ROM betöltő
A
- szintű (ROM) betöltő (BIOS, boot ROM)
harverinicializálási feladat (POST)
betöltőeszköz meghatározása
19
Q
RAM betöltő
A
értelmezi a háttértár felépítését
megkeresi és betölti a következő szintű betöltőt
20
Q
OS betöltő
A
már ismeri az OS-t (pl. fájlrendszer felépítése, kernel betöltése stb.)
betölthet további programrészeket (Windows: Bootmgr, Linux: Grub stage2)
rendelkezhet felhasználói felülettel (az indítandó OS és opcióinak megadására)
betölti a kernel kódját és elindítja
21
Q
A taszk
A
egy végrehajtás alatt álló program.
célja: megoldjon valamilyen feladatot
22
Q
A szál
A
szekvenciális működésű taszk, más szálakkal közös memóriát használhat.
23
Q
A folyamat
A
önálló memóriatartománnyal rendelkező taszk, több szálat tartalmazhat
24
Q
Mik a szálak előnyei / hátrányai?
A
kisebb erőforrásigény, gyorsabb indulás, folyamaton belül egyszerű kommunikáció
hátrány: A memória konzisztenciáját a programozónak kell biztosítania, ami
nehezen felderíthető hibákhoz vezethet
25
Mik a folyamatok előnyei / hátrányai?
kernel szintű védelem
hátrány: jellemzően nagyobb rezsiköltséggel hozhatók létre, és összetettebb kommunikációs megoldásokat kell alkalmazniuk együttműködő rendszerek esetén.
26
absztrakt virtuális gép,
a kernel által biztosított erőforrások számítógépként elképzelt együttese.
virtuális CPU + virtuális memória
27
Mi a kontextus?
állapotleíró, utasításszámláló (PC), CPU és MMU állapot stb.
Egy program végrehajtási állapotának leírója. Adathalmaz, amelyet el kell menteni annak érdekében, hogy egy későbbi időpontban folytathassa működését.
28
Mi a kontextusváltás?
Taszkváltás -> kontextusváltás
– jelenlegi taszk kontextusának mentése
– korábbi taszk kontextusának helyreállítása
29
rövid távú ütemezés
* futásra kész állapotú taszkot választ, (FK - ból F állapotba helyez taszkokat, esetenként fordítva)
* 1 – 100 ms
* a kernel alapfeladata
30
középtávú ütemezés
* feladatot választ, taszkot indít
* órák, napok, hetek, hónapok, …
* nem a kernel hatásköre (pl. Unix cron, Windows Task Scheduler)
31
hosszútávú ütemezés,
* taszkot választ (bármilyen állapotút)
* új állapotok: felfüggesztve várakozik és felfüggesztve futásra kész
* percek, órák
* a felhasználó és a kernel is kezdeményezheti
32
preemptív ütemező
elveheti a futási jogot egy taszktól
33
kooperatív ütemező
a taszk futása akkor szakadhat meg, ha önmagától lemond futásáról, véget ér vagy hiba keletkezik
34
A várakozási idő
a taszk összes nem futó állapotban eltöltött ideje.
35
A válaszidő
a feladat kezdésétől az első kimenet produkálásáig eltelt idő. (a taszk külső kérésre adott első válaszig eltelt idő)
36
A körülfordulási idő
a taszk belépésétől a kilépéséig eltelt teljes idő (várakozási + végrehajtási idő)
37
CPU kihasználtság
az idő hány százalékában dolgozik a processzor
38
CPU átbocsájtó képesség
az időegység alatt elvégzett taszkok száma
39
CPU-löket (CPU-burst)
a taszk processzoron végrehajtott utasításainak sorozata
40
IO-löket (IO-burst)
a taszk I/O műveletre vár
41
konvoj-hatás
Hosszú CPU löketidejű taszk feltartja a rövidebb taszkokat (feloldás: preemptív ütemező)
Kooperatív ütemezés esetén egy nagy CPU-löketidejű F taszk mögött feltorlódnak az FK taszkok. (FCFS-nél jellemző)
42
Prioritás
a taszk tulajdonsága, amely végrehajtásának fontosságát fejezi ki.
43
Külső prioritás
a taszk operációs rendszeren kívül meghatározott végrehajtási fontossága
44
Belső prioritás
a taszk operációs rendszer által meghatározott végrehajtási fontossága
45
Statikus prioritás
a taszk elindulása előtt rögzített, életciklusa alatt állandó
46
Dinamikus prioritás
a taszk életciklusa során időközönként kiszámított
47
Mi a kiéheztetés?
A kisebb prioritású taszkok sosem kapnak CPU időt, mert a nála magasabb prioritásúak folyamatosan megelőzik.
megoldás: öregítés
48
Mi az öregítés?
Minden futásra kész taszknak a prioritását növeljük az ebben az állapotban eltöltött idővel arányosan.
49
(statikus /dinamikus) többszintű ütemező
1-1 szint egyféle algoritmus és egy globális algoritmus a sorok közötti választáshoz
Amikor bekerül egy taszk valamelyik szintre, onnan nem mozdulhat, a dinamikusban igen (átütemezhető).
50
CPU affinitás
a taszk és az azt végrehajtó processzor „kötődése”
51
Memória affinitás
CPU – memória elemek között hardver kapcsolat (affinitás) van
52
címleképezés
a virtuális és fizikai címek megfeleltetése hardver támogatással
53
lapozás
a taszkok memóriatartományának részekre bontása hardver támogatással
54
Mi célt szolgál a cserehely?
a (gyors) fizikai memória kapacitásának kiterjesztése (lassú) háttértárolókkal
55
MMU
(Memory Management Unit)
| virtuális és fizikai címek összerendelése
56
MMU feladatai:
virtuális címek léképezése fizikaira
memória védelem ( - szeparáció)
memória állapotának nyilvántartása (laptáblázás)
57
lapszervezésű virtuális memória-kezelés
```
– virtuális címtartomány ← lapok (page)
– fizikai memória ← keretek (frame)
– háttértár ← blokkok
– laptábla: lapok ←→ keretek
– Translation Lookaside Buffer (TLB): címfordító gyorsítótár
```
58
laptábla
A lapok és keretek összetartozó címeit tárolja. Ebben a bejegyzések mellet található még több jelzőbit is.
kernel laptábla (page table) (taszk kontextus)
– lap sorszám
– keret sorszám
– jelzőbitek:
„valid”, „dirty” (módosult), „accessed” (használt), „read-only”
– állapot: memóriában / háttértáron / igény szerint kitöltendő
– a taszk azonosítója
– másolás-írás-esetén (COW) jelzőbit,
– jogosultságok stb.
59
kerettábla
a fzikai memória leírására szolgál, fontosabb bejegyzései a következők:
•a keret sorszáma (meghatározza a kezdőcímét)
•állapot: szabad vagy foglalt
•módosítot („dirty”) jelzőbit: a keret tartalma betöltése óta módosult-e
•hivatkozásszámláló: a keretre hivatkozó laptábla bejegyzések száma
///////////
kerettábla (pfdata: page frame data) (kernel kontextus)
– a keret sorszámával indexelt
– állapot (szabad, foglalt), módosult (dirty), DMA alatt áll stb.
– hivatkozásszámláló (acc): hány taszk használja a keretet
60
diszk blokk leíró
diszk blokk leíró (kernel kontextus)
– háttértár eszközazonosító
– blokk sorszám
– típus: swap (a háttértáron van), zero-fill, fill-from-text stb. (OS-függő)
61
tárcsere
Taszkok teljes memóriatartományának háttértárra írása
62
Mi a laphiba a virtuális memória-kezelésben?
a hivatkozott lap nincs a fizikai memóriában
63
védelmi hiba
hibás címzés (érvénytelen cím, hozzáférési hiba)
64
copy-on-write (COW) technika
duplikálja a laptáblát (kereteket nem)
– növeli a hivatkozásszámlálókat
– beállítja a read-only (RO) és a copy-on-write (COW) jelzőbitet
– írás esetén
• a read-only bit miatt megszakítás
• a kernel megszakításkezelője látja a COW bitet
• duplikálja a lapot ← csak itt allokál új memóriát
• törli a lapok RO és a COW bitjeit
• visszatér a megszakításból
• az MMU megismétli az írás műveletet
65
vergődés
Ha több memóriára lenne szüksége a folyamatoknak, mint amennyi rendelkezésre áll, ezért túl gyakran keletkezik laphiba, és a processzor idejének nagy része haszontalan lapcserékkel telik.
66
igény szerinti lapozás
- csak laphiba esetén fut
| – csak a szükséges lapot hozza be
67
előretekintő lapozás
megpróbálhat jósolni, hogy mely lapokra lesz szükség (pl. taszkok lokális jellemzői alapján)
68
lapcsere
szabad keret előállítása, felszabadítandó keret kiválasztása-lapcserealgoritmus
69
algoritmus
FIFO O(1)
SC O(1), használt(referenced) bi ellenőrzése
Óra O(1), Schez hasonló
LRU (Least Recently Used) O(n) A lapokat a használati idejük szerint rendezi sorba.
LFU (least Frequently Used) az OS időnként növel egy használati számlálók a referenced = 1 lapokra a számláló alapján választja ki a felszabadítandó keretet
NRU (not recently Used) SC finomított változata
70
lapok tárba fagyasztása
Frissen behozott lapoknak nincs múltja,
Megoldás:
lapok tárba fagyasztása
page lock bit jelzi a zárolt (fagyasztott) állapotot
az ilyen lapok nem lehetnek a lapcsere „áldozatai”
71
laplopó taszk
Feladata: üres keretek biztosítása
rendszeres időközönként felébred vagy a kernel felébreszti
a szabad keretek számát igyekszik két határérték között tartani
72
PRAM modell
A taszkok párhuzamosan használják a közös memóriát
73
direkt kommunikáció
szimmetrikus alapú kommunikáció:
send (P,message), recieve(Q,message),P/Q folyamat azonosítók
aszimmetrikus alapú kommunikáció:
send (P,message), recieve(id,message), id visszatérési érték, bárkitől fogadhat
74
indirekt kommunikáció
- köztes szereplő: postaláda, üzenetsor, stb.
| - interface: létrehozás és megszüntetés + send (A,msg), recieve(A,msg),A:postaláda
75
postaláda
– véges számú (sokszor csak egyetlen) üzenet
– az üzenetek mérete korlátos
– a postaláda címezhető, nem a fogadó (indirekt)
76
üzenetsor
– végtelen számú, korlátos méretű (pl. 8KB) üzenet
• az átmenetileg tárolt üzenetek száma lehet korlátos, pl. Linux POSIX MQ: 10
– az üzenetsor címezhető, nem a fogadó (indirekt)
– jellemzően valamilyen szűrési mechanizmust is nyújt („prioritás”, „téma” stb.)
– működhet rendszerek közötti hálózaton is
– sokféle implementáció message oriented middleware, RabbitMQ, Java MS, MSMQ
77
csővezeték (pipe)
– végtelen (gyakorlatilag korlátos) adatmennyiség továbbítására
– folytonos adatküldésre és fogadásra alkalmas (nincs üzenethatár)
– a csővezeték címezhető (nem a fogadó)
– egyszerre több vevő is lehet
78
Szinkron adatátvitel
– A Küld() és a Fogad() blokkoló művelet
• a taszk várakozó állapotba kerül
– egyszerűen programozható
– az eredmény és az esetleges mellékhatások is beérkeznek
– megszakad a taszk futása, átütemezés
– Denial-of-Service (DoS) támadások...
– időtúllépés...
79
Aszinkron adatátvitel
– a műveletek nem blokkolnak
– a taszk tovább futhat, de a műveletek eredménye még nem érhető el
– az esetleges mellékhatások, hibák sem jelentkeznek
– a műveletek eredményeit ellenőrizni kell
– a még nem kézbesített üzeneteket átmenetileg tárolni kell (pl. a kernelben)
– hasznos, ha van más csinálnia a taszknak
– nem hasznos, ha ciklusban ellenőrzi a küldést/fogadást
80
jelzés
értesítés eseményekről
81
távoli eljáráshívás és részei,
egy másik taszk programjában levő eljárás meghívása – aszimmetrikus kommunikáció kliens-szerver modell szerint.
Részei: kliens, szerver, adatátviteli rendszer.
82
szinkronizáció
a taszkok működésének összehangolása a művelet-végrehajtás időbeli korlátozásával
83
kölcsönös kizárás
– taszkok egymást kizáró működése
– cél: erőforrás-védelem, versenyhelyzetek kezelése
– pl.: osztott memória védelme, közös erőforrások használata
84
kritikus szakasz
utasítások egy olyan sorozata,
amelyet egy időben a taszkoknak csak egy korlátozott halmaza (TC )
hajthat végre, azaz |TC| ≤ N.
85
szemafor
– atomi műveletekkel rendelkező változó
| – várakozás (P) és továbbengedés (V)
86
mutex
– egy kritikus szakasz védelmére alkalmazott zárolási eszköz (pl. lock bit)
– jellemzően blokkolja a taszkot, azaz kontextusváltással jár
87
spinlock
– olyan lock, mutex vagy szemafor, amely aktívan várakozik („busy waiting”)
– pl. a TSL és a CAS egy while() { } ciklusban
– rövid kritikus szakaszok esetén kiváló (megspórolja a kontextusváltás költségét)
88
readerwriterlock
– tetszőleges számú olvasó beléphet a kritikus szakaszba (reader lock)
– ha író lépne be (writer lock), akkor blokkolódik, míg az összes olvasó ki nem lép
89
Holtpont
Taszkok egy H halmazában található valamennyi taszk olyan
| eseményre vár, amelyet csak H-n belüli taszkok idézhetnek elő.
90
Holtpont kialakulásának feltételei
1. kölcsönös kizárás
legyenek kizárólagosan használható erőforrások
2. foglalva várakozás
valamelyik taszk egy erőforrást foglalva másikra várakozik
3. nincs erőszakos erőforrás-elvétel
a taszkok önszántunkból mondanak le erőforrásról, nem veszik el tőlük
4. körkörös várakozás
Létezik taszkoknak egy olyan T1 a TN sorozata, amelyre igaz az, hogy
Ti a Ti+1 által birtokolt erőforrásra vár (1 ≤ i < N ), és TN a T1 által foglaltra vár
91
erőforrás-allokációs gráf
A rendszer állapotát egy erőforrásfoglalási-gráffal modellezhetjük
92
optimista zárolás
nem zárol, de detektálja és korrigálja a hibát
93
pesszimista zárolás
mindig véd
94
fájl
– az adattárolás logikai egysége
| – név (+ esetenként kiterjesztés)
95
könyvtár
– a szervezés logikai egysége
| – fájlok és könyvtárak halmaza
96
kötet
– fájlok és könyvtárak tárolásának logikai egysége
| – fizikai tárolási egységhez (pl. partíció) rendelhető
97
fájlrendszer
fájlok és könyvtárak fizikai tárolása és szervezése
98
POSIX jogosultságok
– 3 x 3 bit: { tulajdonos, csoport, mások } x { olvasás, írás, futtatás }
– könyvtárak használatához olvasás és „futtatás” is kell
– beállítás: chmod
99
csatolás
helyi és távoli fájlrendszerek használatba vétele
100
csatlakozási pont
fizikai --> logikai tárolási hely
101
Ajánlott fájlzárolás
– az OS csak eszközöket biztosít (rendszerkönyvtárakban), nem kényszeríti ki
– a taszkok számára opcionális
– példák: Java FileLock(), Unix flock()
102
Kötelező fájlzárolás
– kernel mechanizmusok biztosítják (pl. fájlrendszer csatolásakor megadható)
– a rendszerhívások kikényszerítik a betartását
– példák: Windows általában, Unix / POSIX fcntl() lockf()
103
mmap()
Többszörös hozzáférés, konzisztencia és kölcsönös kizárás. Fájlműveletek helyett is jó, ha sok direkt elérésű olvasást végzünk.
104
szuperblokk
Fájl rendszer metaaadat
105
Mi az inode a fájlkezelésben?
Diszken tárolt fájl metaadatok
106
naplózó fájlrendszer
Napló (journal)
– szekvenciálisan írható körpuffer a háttértáron
– a metaadatokon végzett műveleteket tartalmaz
107
LVM (Logikai kötetkezelés)
Logikai kötetkezelés (logical volume management)
Windows: Logical Disk Manager Linux: Logical Volume Manager
– fizikai kötet (physical volume, PV): diszk, partíció stb.
részei: physical extent (PE)
– logikai kötet (logical volume, LV): virtuális diszk partíció ← fájlrendszer
részei: logical extent (LE), amelyek PE-kre képződnek le
– (logikai) kötetcsoport (logical volume group, VG): LV-k halmaza, a virtuális tároló
108
RAD 0 (csíkozás)
```
– N diszken egyenletesen terít
– cél: a teljesítmény növelése
– a diszkek kapacitása összeadódik
– diszkhiba esetén az adat elvész
→ átgondoltan alkalmazandó
```
109
RAD 1 (tükrözés)
```
– az adatokat többszörözve tárolja
– cél: megbízhatóság
– mérete egy diszk kapacitása
(a többi másolatot tárol)
– az írás lassul (másolatok)
– az olvasás mérsékelten gyorsabb
```
110
RAD 5 (Blokkszintű csíkozás egy paritással)
• Felépítés
– N adatblokk + 1 paritásblokk (N+1 diszk)
– a paritásblokkokat
egyenletesen („csíkozva”) helyezi el a fizikai diszkeken
• Jellemzés
– a teljesítménye a RAID0-hoz közeli
– a kapacitás egy diszk méretével csökken
– egy diszk meghibásodása ellen véd
111
RAD 6
• Felépítés
RAID5 + második paritásblokk
• Jellemzők
– két diszk hibája ellen véd
– jó teljesítmény, mérsékelt kapacitáscsökkenés
– a helyreállításkor jelentkező néma hiba ellen is véd
112
NAS
Virtualizált tárolórendszerek. hálózati elérést tesznek lehetővé fájl adatátvitellel
113
SAN
Virtualizált tárolórendszerek. hálózati elérést tesznek lehetővé blokkszintű adatátvitellel
114
NFS
OS szolgáltatás. Hálózati fájlrendszer.
115
iSCSI
Blokktároló (SAN)
116
bare metal virtualizáció
– a hardvert a VMM kezeli
– a gazdagépen nem futnak más alkalmazások
– a VMM neve ebben az esetben hypervisor
– fizikai – virtuális hardver megfeleltetése
• transzparens módon: natív virtualizáció
– hardveres támogatással, vagy futásidejű bináris átírással
• más hardver képében: paravirtualizáció
– a fizikai hardverhez hasonló, de nem megegyező virtuális hardver
117
hosted virtualizáció
– a hardvert egy OS kezeli
– a VMM egy alkalmazás a gazdagépen (pl. VMware Player)
– a gazdagépen más alkalmazások is futhatnak (több VMM is)
118
gazda gép
a fizikai gép, amelyen a virtuális gépek futnak
119
vendég gép
a gazdagépen futó virtuális gép
120
virtuális gép monitor
a virtuális gépeket felügyelő program
121
IaaS: infrastructure-as-a-service
– teljes hardvert nyújt
– operációs rendszert telepíthetünk
– sokféle sablonnal
– pl.: Amazon EC2, RackSpace, Microsoft Azure, Linode, DigitalOcean
122
PaaS:platform-as-a-service
– futtatókörnyezetet nyújt
– saját alkalmazásainkat futtathatjuk
– pl.: Amazon AWS, Microsoft Azure, Google AppEngine, Heroku
123
SaaS: software-as-a-service
– szoftverszolgáltatást nyújt
– előre telepített alkalmazás (pl. adatbázis, dokumentumkezelő, email)
– pl.: Microsoft Office365, Google Docs és Gmail
124
Soroljon fel 3 preemptív ütemezőt!
RR, SRTF, PRI
125
Mi az IEEE POSIX?
Mérnökök nemzetközi egyesületének szabványcsaládja
126
Adjon meg legalább 2 megoldást a kölcsönös kizárás megvalósítására!
Lock bit, semaphore, readers–writer lock.
127
Lapszervezés esetén mit tartunk nyilván a keret táblában (frame table)?
Az üres kereteket
