Käyttöjärjestelmät, erilliskoe 15.11.2013

Kirjoita jokaiseen vastauspaperiisi kurssin nimi, pvm, oma nimi, nimikirjoitus ja opiskelijanumero.
Kuhunkin tehtävään riittää 1-2 sivun vastaus.

1. [9 p] Samanaikaisuuden tyyppiongelmat
1. [3 p] Mikä on semafori? Miten kriittisen vaiheen ongelma ratkaistaan semaforien avulla? Miten synkronointiongelma ratkaistaan semaforin avulla?
2. [3 p] Mikä on monitori? Miten kriittisen vaiheen ongelma ratkaistaan monitorin avulla? Miten synkronointiongelma ratkaistaan monitorin avulla?
3. [3 p] Mikä on Tuottajat/kuluttajat ongelma? Miten ongelman ratkaisuun vaikuttaa "äärettömän iso puskuri"? Minkälaisessa tilanteessa ratkaisu voisi perustua "äärettömän" suureen puskuriin, vaikka käytännössä puskurin koko onkin aina äärellinen?
    
2. [9 p] Virtuaalimuisti
1. [3 p] Miten sivuttavan virtuaalimuistin osoitteenmuunnos toimii? Anna esimerkki 32-bittiselle tavusoitteelle 0x12345678, kun sivun koko on 4 KB.
2. [3 p] Miksi virtuaalimuisti toteutetaan usein monitasoisena? Mitä se oikeastaan tarkoittaa?
   Miten 2-tasoisen sivuttavan virtuaalimuistin osoitteenmuunnos toimii? Anna esimerkki 32-bittiselle tavusoitteelle 0x12345678, kun sivun koko on 4 KB ja sivutaulussa on 1024 alkiota.
3. [3 p] Mikä on käänteinen sivutaulu (inverted page table), miten se toimii, mitä etuja/haittoja sillä on tavalliseen sivutauluun verrattuna? Anna esimerkki 32-bittiselle tavusoitteelle 0x12345678, kun sivun koko on 4 KB.
 
3. [9 p] Tosiaikavuoronanto (real-time scheduling).
   1. [1 p] Miten tosiaikavuoronannon tavoitteet eroavat normaalin vuoronannon tavoitteista?
   2. [3 p] Miten takarajavuoronanto (deadline scheduling) toimii pääpiirteissään?
      Mitä hyvää/huonoa takarajavuoronannossa on?
   3. [3 p] Miten RMS (Rate Monotonic Scheduling) toimii pääpiirteissään?
      Minkä erityisen tosiaikajärjestelmien vuoronantoon liittyvän ongelman se ratkaisee ja kuinka?
   4. [2 p] Mikä on prioriteetin kääntymisongelma (priority inversion) ja kuinka se voidaan ratkaista?
       
4. [9 p] Levyjen vuoronanto (disk scheduling)
1. [1 p] Minkä ongelman levyjen vuoronanto ratkaisee? Millä kriteerillä eri vuoronantopolitiikkoja arvioidaan?
2. [2 p] Miten SSTF (shortest service time first) toimii? Mikä siinä on hyvää/huonoa?
3. [2 p] Miten hissialgoritmi (elevator, SCAN) toimii? Mikä siinä on hyvää/huonoa?
4. [2 p] Miten N-Step-SCAN algoritmi toimii? Miten se eroaa hissialgoritmista?
5. [2 p] Voiko levyjen vuoronantopolitiikkoja (esim. FIFO, PRI, SSTF, SCAN) soveltaa myös SSD-levyihin (Solid State Disk)? Perustele vastauksesi.