Seconda provetta di sistemi operativi, 2/12/2010 Soluzioni

Transcript

1 Seconda provetta di sistemi operativi, 2/12/2010 Soluzioni 1) In un Sistema Operativo ci sono tre processi concorrenti, P1,P2,P3 e tre risorse, R1,R2,R3, presenti in 2 istanze ciascuna. Se il numero massimo di risorse richieste dai tre processi è: Processi\Max R1 R2 R3 P P P In un certo istante, P1 chiede e ottiene una istanza di R1, P2 chiede e ottiene una istanza della risorsa R2, P3 chiede e ottiene una istanza di R3. a) (2pt) Visualizzare la situazione con il grafo di allocazione risorse b) (3pt) Lo stato che si ottiene è sicuro? La situazione in termini di grafo di allocazione risorse è la seguente: P1 P2 P3 R1 R2 R3 In altri termini, la matrice di allocazione risorse P è: P = mentre la matrice delle richieste è Q=Max P = = Il problema è di determinare se, data la richiesta massima di risorse visualizzata, questo stato è sicuro o meno, cioè se potrà andare o meno in stallo nel futuro, ovvero se c'è una schedulazione che può esaudire le richieste. La situazione, in termini di grafo di allocazione risorse, è rappesentata da: P1 P2 P3 R1 R2 R3 Il grafo evidenzia diversi cicli; tuttavia bisogna ricordare che l'esistenza di cicli è solo una condizione necessaria allo stallo. Il vettore delle risorse esistenti è, naturalmente, V= Date le richieste, le allocazioni e le risorse esistenti, l'unico processo che può avanzare è P1, che usa tutte le risorse disponibili ma quando termina rilascia tutte le sue risorse. Le risorse disponibili diventano: V= L'unico processo che può avanzare è P3, e quando termina le risorse disponibili diventano V= Con queste risorse può avanzare P2, e al suo termine le risorse tornano quelle esistenti. Quindi lo stato è sicuro, dato che non è in stallo e le richieste massime possono essere risolte con la schedulazioe P1-P3-P2.

2 2) (3pt) Si consideri il seguente insieme di 4 processi: Processo Arrivo Durata P1 0 4 P2 1 2 P3 1 2 P4 4 2 Assumendo che non si sia overhead di ContextSwitch, calcolare il tempo di turnaround medio per le politiche di schedulazione FIFO, SJF (Shortest Job First), SRTF (Shortest Remaining Time First), RR (Round Robin) con quanto pari a 1. (Nel caso si debba scegliere tra due processi equivalenti, si scelga quello con numero minore) Schedulazione FIFO: P1 P2 P3 P4 Turnaround medio: [4+(6-1)+(8-1)+(10-4)]/4=5,5 Schedulazione SJF=FIFO Schedulazione SRJF: P1 P2 P3 P4 P1 Turnaround medio: [(10-0)+(3-1)+(5-1)+(7-4)]/4=4,75 Schedulazione RR: P1 P2 P3 P1 P2 P3 P4 P1 P4 P1 Turnaround medio: [(10-0)+(5-1)+(6-1)+(9-4)]/4=6 3) La MMU gestisce la memoria fisica di 640KByte come memoria contigua con politica BestFit. Le richieste di blocchi di memoria che arrivano alla MMU sono: M1=200KB =200KB =150KB =150KB =200KB M6=240KB La sequenza di richieste/rilasci è: richiesta di M1 - richiesta di - rilascio di M1 - richiesta di - richiesta di - rilascio di - richiesta di - rilascio di - richiesta di M6 La MMU usa due politiche basate sul compattamento della memoria rilasciata. Considerando che il tempo di compattamento è di 1us/Byte, rispondere alle seguenti due domande: a) (2pt) Se la politica è di compattare la memoria dopo ogni rilascio, quanto tempo viene perso in compattamento? b) (2pt) Se la politica è di compattare la memoria solo quando una richiesta non trova sufficiente memoria disponibile, quanto tempo viene perso in compattamento? c) (1pt) Nel caso b), qual'è la frammentazione della memoria alla fine della sequenza di richieste/rilasci?

3 a) 0 320K 640K M1 richiesta di M1; liberi 440K M1 320K richiesta di ; liberi 240K rilascio M1 compatto 200K richiesta di e : liberi 140K rilascio di compatto 300K richiesta di ; liberi 140K rilascio di compatto 350K M6 richiesta di M6; liberi 50K In tutto compatto 200K+300K+350K=850K che richiede 850KByte x 1us/Byte = 0,85 s b) 0 320K 640K M1 Richiesta di M1 M1 320K Richiesta di Rilascio M1 Richiesta di richiesta di Rilascio di In questo caso compatto solo 350K per un tempo di 350K x 1us =0,35s. c) Frammentazione = libero/totale = 50/640 richiesta di ; liberi 50K + 90K Rilascio di ; liberi 150K +50K+90K Richiesta di M6 da 240K-> compatto e M6 Allocazione di M6; liberi 50 K 4) In un sistema operativo installato su un calcolatore con 32KB di memoria fisica, la CPU genera indirizzi virtuali a 16 bit come di seguito listato: 1 13 bit offsett 3 13 bit offsett 4 13 bit offsett 1 13 bit offsett 5 13 bit offsett 6 13 bit offsett 1 13 bit offsett

4 3 13 bit offsett Rispondere alle seguenti domande: a) (2pt) Calcolare il PageFaul rate con l'algoritmo di rimpiazzamento ottimo, cioè l'algoritmo che rimpiazza la pagina che verrà riferita più lontano nel tempo. Durante la valutazione del PageFault, visualizzare le prime 6 righe della PMT nel formato: V nr di page frame, dove V è il bit di validità. b) (2pt) Calcolare il Page Fault rate usando la politica di gestione WorkingSet con finestra temporale pari a 3 a) Essendo l'offset di 13 bit, la dimensione delle pagine (virtuali e fisiche) è di 8K (2 13 = 8192). Essendo la memoria fisica di 32KByte, vuol dire che ci sono 4 pagine fisiche (page frames). Dagli indirizzi virtuali, la sequenza di pagine virtuali è La prima pagina virtuale richiesta è la pagina 1, che viene letta dal disco e messa nella prima pagina fisica disponibile, che è la pagina 0. La seconda pagina virtuale è la pagina 2, che viene messa nella pagina fisica 1. La terza è la pagina virtuale 3 che viene messa nella pagina fisica 2. La quarta pagina virtuale è la pagina 4, che viene messa nella pagina fisica 3. I prossimi riferimenti richiedono un rimpiazzamento. La PMT modificata dal memory manager assume dunque i seguenti valori (con pf indichiamo page frame e con V il bit di validità, cioè della esistenza della pagina in memoria): (V pf) / / / / / / pg.virt x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x x x 0 x x 0 x 0 x x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x 0 x dove naturalmente si è indicato con / il fatto che il riferimento virtuale non ha generato page fault e con x che non importa il contenuto. Il page fault rate in questo caso è 6/12=50%. b) Secondo la politica del working set, vengono mantenute il memoria le pagine utilizzate all'interno della finestra temporale. Usando questa politica con finestra pari a 3, la situazione è: / / Quindi il PF-rate è: 2/12=16,6% 5) (2pt) Scrivere la/le righe di comandi Linux per visualizzare i file della directory corrente nel formato: proprietario nomefile tipofile ordinando la lista per nome del proprietario.

5 Un modo è quello di usare queste righe: $ls l cut c1 > tipo $ls l cut c15 21 > owner $ls l cut c55 > nome $paste owner nome tipo sort Un modo molto più compatto è il seguente: $ls l cut c1,22 27,55 output delimiter=' ' sort k 2,2 In questo modo, si estraggono i campi tipofile-proprietario-nomefile, si separano con lo spazio e si ordinano per il secondo campo, il tutto in una riga unica. Questo comando però dà un ordinamento sbagliato dei campi, rispetto a quello richiesto. L'unica possibilità è dunque di usare i file come uscita temporanea. Usando il separatore ; si ha la seguente riga di comando: $ls l cut c1>tipo;ls l cut c15 21>owner;ls l cut c55 >nome;paste owner nome tipo sort 6) Un disco con capacità di 512 Mbyte viene utilizzato da Linux che carica in esso un file system tipo System V (BB, SB, Inode blocks, Data blocks). I blocchi logici sono di 1 Kbyte (strutturati in elementi di 4 byte cosicchè in un blocco si possono scrivere 256 numeri di 4 byte) e vengono riservati 256 K blocchi INODE. In un certo istante di utilizzo del file system, ci sono 1000 file di 100 blocchi dati ciascuno. a) (1pt) Quale livello di indirettezza viene utilizzato? b) (3pt) Quanti blocchi liberi sono usati per memorizzare i blocchi liberi? (si ricordi che i blocchi liberi del disco sono gestiti mediante compattameto, cioè blocchi liberi che contengono liste di blocchi liberi). a) Il disco di 512MByte è diviso in 256K di blocchi INODE e 256K-2 di blocchi dati. Il file di dimensione maggiore dovrebbe essere costituito da tutti i blocchi dati disponibili, che sono 256K-2, per induare i quali è necessaria la terza indirettezza perchè con la seconda indirettezza si possono individuare solo Tuttavia, i file registrati nel file system sono costituiti da 100 blocchi ciascuno, per i quali basta la singola indirettezza. Quindi la risposta al punto a) è: singola indirettezza. b) Nella situazione descritta ci sono 1000 file, ciascuno occupa 100 blocchi quindi i blocchi liberi sono in numero di 256K x100=156K-2= Visto che in un blocco libero ci sono 256 numeri di blocchi liberi, sono necessari 625 blocchi liberi per descrivere tutti i blocchi liberi. Infatti 624x256= e 625x256= Naturalmente il blocco 625 contiene solo 2 blocchi liberi. 7) (2pt) Sia il comando cp che ln copiano file. Con che risultato? Elencare almeno due differenze. La differenza è che il comando cp <file1> <file2> crea un nuovo file, con un nuovo Inode e un nuovo nome (file2), che contiene la copia del file sorgente file1, mentre il comando ln <file1> <file2> crea un nuovo nome (file2 alias di file1) per il file sorgente file1 ma non crea nuovi Inode. Il comando ln s file1 file2, poi, crea un nuovo file con un nuovo nome e un nuovo Inode, come il comando cp. I dati tuttavia non vengono copiati ma il nuovo file contiene un link al file origine. 8) (1pt) Il SuperBlocco di Linux contiene (evidenziare la/le risposte corrette):

6 a) la lista di tutti i blocchi del disco b) informazioni per il bootstrap c) informazioni di configurazione d) i numero del prossimo blocco libero Il SuperBlocco contiene informazioni cruciali per il file system: Dimensioni del file system Numero di blocchi liberi Posizione della lista dei blocchi liberi (array) Indice del primo blocco libero nella lista Dimensioni della lista di inode Numero di inode liberi Posizione della lista della lista degli inode (array) Indice del primo inode libero nella lista flag per indicare che il super block è stato modificato Le risposte sono quindi la d) e la c). 9) L'utente Giorgio, con UID=1000 e GID=1000, acquisisce l'accesso a Linux. Nella sua HomeDirectory, è memorizzato il file lista, che contiene il codice eseguibile di un programma che lista il contenuto di file testuali (l'uso del comando è quindi del tipo: $lista <file>). Il file lista è dell'utente Giulio, con UID=1500 e GID=2000. Per vedere le caratteristiche del file lista, Giorgio effettua il comando: $ls l > dati Facendo $ls l dati Giorgio vede che il file dati è ovviamente di Giorgio ed ha le seguenti protezioni: 304. a) (2pt) Può Giorgio vedere il contenuto del file dati con il comando $lista dati? spiegare il risultato. b) (2pt) Cosa succede se Giorgio scrive il comando $lista dati dopo che Giulio setta il bit SetUID del file lista? Spiegare il risultato a) Assunto che Giorgio possa eseguire il programma lista, appena il file cerca di leggere il file dati vede che il file dati è di Giorgio e che il processo lista ha l'euid uguale a quello di Giorgio, che ha attivato il programma. Allora i bit di protezione sono quelli dell'owner, cioè wx. Quindi il processo lista non può leggere il file. b) Se il bit SetUID del file lista è settato, l'euid del processo lista è pari a quello del proprietario del file lista, cioè Giulio. Quindi, l'euid del processo è diverso dal proprietario del file dati. Inoltre, il l'egid del processo è diverso. I bit di protezione sono quelli di other, cioè r. Quindi in questo caso Giorgio può vedere il contenuto del file dati perchè il processo lista può leggere il file.