Tillatte hjelpemidler: ingen hjelpemidler er tillatt. Faglærer kommer til eksamenslokalet noe tid etter at eksamen har startet.

Transkript

1 Front Page Avsluttende eksamen INF1060 H17 Onsdag 20. desember 2017 Varighet: kl. 09:00-13:00 (4 timer) Tillatte hjelpemidler: ingen hjelpemidler er tillatt. Faglærer kommer til eksamenslokalet noe tid etter at eksamen har startet. Eksamen består av to seksjoner - en for OS og en for DATAKOM. Riktig svar gir maksimalt antall poeng (angitt i innholdsfortegnelse), og en ubesvart oppgave gir 0 poeng. Feil svar på flervalgsoppgavene gir et lite fratrekk, men det vil ikke være mulig å få mindre enn 0 poeng på hver oppgave. Lykke til! 1 Various Multiple Choice Disse oppgavene gir 1 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. For hver oppgave under, velg ETT riktig svar og marker det i tabellen på bunnen av siden. Oppgave 1 Et operativ system (OS)... A: er det samme som en web-server B: lar alltid personen med høyest utdannelse få høyest prioritet C: eksekveres som en vanlig prosess med rettigheter som andre vanlige prosesser D: er en samling av funksjoner som virker som et mellomlag mellom hardware og brukerene E: gir brukere direkte aksess til hardware Oppgave 2 Den tradisjonelle UNIX scheduleren håndhever en invers relasjon mellom en prosess sin prioritets verdi og dens prioritet: jo lavere nummer, jo høyere prioritet. Videre rekalkuleres prioriteten jevnlig, og anta at dette gjøres ved å bruke følgende formel: 1/22

2 Priority = (recent CPU usage / 2) + base hvor "base" = 60 og "recent CPU usage" refererer til en verdi som indikerer hvor mye en prosess har brukt CPUen siden prioritetene ble forandret forrige gang. Anta at det nylige CPU forbruket for prosess P 1 er 40, for prosess P 2 er 18, og for prosess P 3 er 10. Hva vil de nye prioritet verdiene være for de tre prosessene når de prioritetene regnes ut på nytt? A: P 1 = 40, P 2 = 18, P 3 = 10 B: P 1 = 140, P 2 = 98, P 3 = 80 C: P 1 = 80, P 2 = 69, P 3 = 65 D: P 1 = 40, P 2 = 78, P 3 = 65 E: P 1 = 80, P 2 = 78, P 3 = 70 Oppgave 3 UNIX scheduleren... A: justerer ikke prioriteten til prosessene. B: øker prioriteten til CPU-bundede prosesser. C: er ikke avbrytbar (kjørende prosesser kan ikke avbrytes). D: senker prioriteten til CPU-bundede prosesser. E: scheduler en prosess etter lengden på den forventede kjøretiden til en prosess. Oppgave 4 Systemkallet fork()... A: oppretter en ny prosess som er en kopi av prosessen som gjorde kallet. B: starter et helt nytt program som er gitt av en parameter som peker på en eksekverbar fil. C: genererer flere schedulerings-køer. D: forgreiner eksekveringen til et program og kjører hver forgrening sekvensielt. E: muliggjør at en prosess kan dele minne med en annen prosess. Oppgave 5 For å holde orden på en fil sine datablokker bruker filsystemet "File Allocation Table'' (FAT) metoden... A: lenking i media ("chaining in media"). B: lenking i en tabell ("chaining in map"). C: tabell av pekere ("table of pointers"). D: extents E: records 2/22

3 Oppgave 6 Et systemkall er en funksjon som A: eksekveres når et avbrudd (interrupt) oppstår B: kalles av operativsystemet for å kjøre tjenester på brukernivå C: kalles av en brukernivå-applikasjon for å kjøre operativsystemtjenester D: kalles når det oppstår en sidefeil (page fault) E: starter enhets (device) drivere For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: 6 2 Various Multiple Choice - 2 Disse oppgavene gir 1 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. Oppgave 1 En sidefeil ("page fault")... A: oppstår hver gang en prosess prøver å aksessere en side ("page") i minnet. B: er en feil i en spesifikk sideramme. C: oppstår når en prosess prøver å aksessere en side som ikke er i minnet D: er en referanse til en side som tilhører et annet program. E: ingen av alternativene over. Oppgave 2 3/22

4 Hva er en mikro-kjerne (micro kernel)? A: en operativsystemkjerne med alle funksjoner linket inn i et enkelt objekt. B: en liten funksjon som tar seg av prosessoren. C: en operativsystemkjerne med minimal funksjonalitet hvor det meste av tjenestene implementeres som (brukerområde) tjenere. D: et minimalt kjernelag som tar hånd om systemkallene på toppen av alle andre tjenester som operativsystemet tilbyr. E: en operativsystemkjerne for å kjøre på mikro-enheter (som mobiltelefoner). Oppgave 3 Hva er et unntak ("exceptions")? A: En type systemkall for å kalle uvanlige operativsystem funksjoner. B: Et signal for å avbryte en prosess forårsaket av en synkron hendelse. C: En type prosesser som håndterer super-bruker kommandoer. D: En måte å kompilere en operativsystem-kjerne. E: Et systemkall for å bytte ut instruksjonene i en prosess med noen andre. Oppgave 4 Hvilken påstand er riktig for minne-hierarkier? A: Operativsystemet bruker en annen minnetype enn brukerprosesser. B: Primærminnet er veldig mye ganger raskere enn en harddisk. C: De forskjellige minnetypene i datamaskinen er alle like raske. D: Det finnes ingen minnehierarkier, alle typer minne er på samme nivå. E: Ingen av påstandene er korrekte. Oppgave 5 Delt minne ("shared memory") er... A: en inter-prosess kommunikasjons (IPC) mekanisme hvor prosesser kan operere på og oppdatere det samme fysiske minnet. B: en delt intern buss for eksterne minne-enheter. C: et minne som er delt mellom eksterne enheter (som et tastatur) og operativsystemet. D: umulig å realisere på grunn av beskyttelsesmekanismene i operativsystemet. E: et signal som kan sendes til minnet for å hente ut verdien en delt variabel. 4/22

5 For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: 5 3 Page table lookup Anta at du har et "paging-system" med 16-bits adressering (16-bit adresserom) og 4 KB sider ("pages"). Det er 10 fysiske siderammer ("page frames") i systemet, minne-adressene starter på 0 og er kontinuerlige. Sidetabellen er gitt som følger: Page table Page table index Present bit Page frame /22

6 Oppgave 1: Gitt følgende logiske/virtuelle adresse hvilken påstand eller fysiske adresse er riktig (se svaralternativer under)? A: Siden er ikke i minnet, og må hentes fra disken B: Den logiske/virtuelle input-adressen er ikke gyldig C: Rammenummeret til den fysiske siden ("physical frame number") er ikke gyldig D: E: F: G: Oppgave 2: Gitt følgende logiske/virtuelle adresse hvilken påstand eller fysiske adresse er riktig (se svaralternativer under)? A: Siden er ikke i minnet, og må hentes fra disken B: Den logiske/virtuelle input-adressen er ikke gyldig C: Rammenummeret til den fysiske siden ("physical frame number") er ikke gyldig D: E: F: G: Her kan man tro at _F_ er er riktig og dette er adressen som returneres, men denne adressen er for stor for hva som faktisk er tilgjengelig av fysisk minne (10 fysiske siderammer). Så _C_ er riktig Oppgave 3: Gitt følgende logiske/virtuelle adresse hvilken påstand eller fysiske adresse er riktig (se svaralternativer under)? A: Siden er ikke i minnet, og må hentes fra disken B: Den logiske/virtuelle input-adressen er ikke gyldig C: Rammenummeret til den fysiske siden ("physical frame number") er ikke gyldig D: E: F: G: Oppgave 4: Gitt følgende logiske/virtuelle adresse 6/22

7 hvilken påstand eller fysiske adresse er riktig (se svaralternativer under)? A: Siden er ikke i minnet, og må hentes fra disken B: Den logiske/virtuelle input-adressen er ikke gyldig C: Rammenummeret til den fysiske siden ("physical frame number") er ikke gyldig D: E: F: G: For hver oppgave over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E F G Oppgave 1 Oppgave 2 Se forklaring over Oppgave 3 Oppgave 4 Maks poeng: 8 4 Page replacement Ta i betraktning et system som har 3 fysiske siderammer ("page frames") i minnet. En applikasjon kjører/eksekveres i dette systemet (alene) og aksesserer sidene ("pages") i følgende rekkefølge ("reference string" - rekkefølgen som sidene blir aksessert): (aksessert først) (aksessert sist) 7/22

8 Hvor mange sidefeil ("page faults") genereres for hver av de følgende sideutbyttingsalgoritmene ("page replacement algorithms"): 1) Firstinfirstout (FIFO)? 2) Second chance (clock)? 3) Least recently used (LRU)? Maks poeng: 9 5 Disk Scheduling Anta at du har følgende sekvens med diskforespørsler (gitt av diskens spornummer) 4, 29, 31, 129, 78, 110, 56, 98, 150, 145, 2, 33, 19, 149 hvor 4 er først i køen, og 149 er sist. Anta videre at diskhodet kommer fra lavere spornummere og er posisjonert over (akkurat lest) spor 28. Disken er 150 spor stor (spor 1 til 150). Regn ut hvor mange spor hodet traverserer over hvis du bruker algoritmen... (703) FIFO: (707 (289) - 711) (28-4) + (29-4) + (31-29) + (129-31) + (129-78) + (110-78) + (110-56) + (98-56) + (150-98) + ( ) + (145-2) + (33-2) + (33-19) + (149-19) (270) SCAN: (150-28) + (150-2) (289) C-SCAN: (290) (150-28) + (150-1) + (19-1) SSTF: (183 (184) - 185) (33-28) + (33-2) + (150-2) Maks poeng: 0 8/22

9 6 CPU Scheduling Anta at du har et ellers tomt system, men at bruker-prosessene i tabellen under ankommer systemet for eksekvering på tidene gitt i tabellen. Hver prosess har også en kjøretid og en prioritet (lavere verdi gir høyere prioritet - P 2 har høyest prioritet). For denne oppgaven definerer vi ventetid som tiden mellom forespørselen ankommer systemet til den er ferdig kjørt. Process table Prosess Ankomst Kjøretid Prioritet Disk I/O? ID tid P 1 0 ms 400 ms P 2 25 ms 150 ms 1 kjøring, Etter 30, 60, 90 og 120 ms tar 1 ms hver gang P 3 15 ms 200 ms MERK: Les tabellen nøye. For eksempel, legg merke til at P 2 ankommer systemet etter P 3 selv om P 2 er listet over P 3 i tabellen. For I/O aksessene til P 2 betyr det at P 2 først kjører 30 ms på CPU'en, så gjør den en I/O operasjon som tar 1 ms, deretter nye 30 ms på CPUen før enda en I/O, etc. Oppgave 1 Anta at vi bruker first-come-first serve (FCFS) ikke-avbrytbar (nonpreemptive) scheduling. Hva er ventetiden for prosessene? Ventetid P 1 = (400) Ventetid P 2 = (729) Ventetid P 3 = (585) Oppgave 2 Anta at vi nå bytter scheduling-algoritme til round-robin (RR) med 20 ms tidsslotter (timeslices), men fortsatt uten å kunne avbryte en prosess (nonpreemption). Når en ny prosess ankommer systemet, settes den sist inn i køen. Hva er ventetiden for prosessene nå? Ventetid P 1 = ( ) Ventetid P 2 = ( ) 9/22

10 Hvilken prosess kjører på tid t = 75 ms? Prosess (2) (1, 2 eller 3) kjører på tid 75 ms. Oppgave 3 Endelig har vi greid å få tak i et OS som støtter prioriteter og som kan avbryte en prosess (preemption), men nå dessverre ikke støtte for tidsslotter (timeslices). Hva er ventetiden for prosessene nå? Ventetid P 1 = ( ) Ventetid P 2 = ( ) Ventetid P 3 = ( ) Maks poeng: 9 7 NTFS file system Forklar kort hvordan filsystemet NTFS virker med tanke på hvordan diskblokker organiseres og hvordan data finnes igjen på disken (metadata strukturer, etc.). Skriv ditt svar her... Maks poeng: 5 8 Flytkontroll og metningskontroll Hva forstår vi med "flytkontroll" (flow control) og "metningskontroll" (congestion control), og på hvilke(t) lag finner vi denne funksjonaliteten? Gjør rede for to metoder for å realisere flytkontroll og én metode for å realisere metningskontroll. I hvilke komponenter implementeres disse funksjonalitetene? 10/22

11 Skriv ditt svar her... Format Σ Words: 0 Maks poeng: 5 9 Fysiske egenskaper ved overføring Anta at du skal sende en pakke med lengde 4000 bit over en datalink som er 3000 km lang. Signalet forflytter seg på linken med en hastighet km/s. Beregn hvor lang tid det tar fra starten av sendingen av pakken til slutten på mottaket av pakken gitt at linken har en båndbredde på 100 Mbit/s. 11/22

12 Skriv ditt svar her... Format Σ Words: 0 Maks poeng: 4 10 Transportlagsprotokoller Hvilke transportlags-protokoller er definert i IP-stakken, og hva er det viktigste egenskapene deres? 12/22

13 Skriv ditt svar her... Format Σ Words: 0 Maks poeng: 5 11 Various multiple choice 1 Disse oppgavene gir 1,5 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. Oppgave 1 For en gitt maskin med klasse C IP-addresse , hva er nettverksprefikset? A: B: 192 C: D: E: ingen av alternativene Oppgave 2 Hvilke(t) av disse alternativene en klasse A-adresse? A: /22

14 B: C: D: Alle de tre over E: ingen av alternativene Oppgave 3 Hvilken protokoll tilbyr tjenestekvalitet (QoS) som dekker vellykket pakkeoverføring, at pakker kommer frem i riktig rekkefølge, og at pakker kommer frem uten unødig forsinkelse? A: WiFi (med IEEE q) B: TCP C: Gigabit Ethernet som kjører over fiber ende-til-ende D: IP E: ingen av alternativene Oppgave 4 Hvilket lag er ansvarlig for prosess-til-prosess levering for hele meldinger? A: Applikasjonslaget B: Transportlaget C: Sesjonslaget D: Presentasjonslaget E: Nettverkslaget Oppgave 5 Nettverkslaget i Internet (i IP-stacken) er utformet som et nettverk A: Pakkeswitchet B: Linjeswitchet C: A og B D: Fiberoptisk E: Ingen av alternativene 14/22

15 For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: Various multiple choice - 2 Disse oppgavene gir 1,5 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. Oppgave 1 Anta at en melding M er sendt fra en avsender og følgende headere legges til (benyttes): header på transportlaget er H1, header på nettverkslaget er H2 og header på linklaget er H3. Hvilken av følgende er riktig rekkefølge? A: H3 H1 H2 M B: H3 H2 H1 M C: M H3 H2 H1 D: H1 H2 H3 M E: ingen av alternativene Oppgave 2 Headere blir når datapakken beveger seg fra et lavere til et øvre laget. A: modifisert B: Lagt til C: Fjernet D: Snudd E: ingen av alternativene Oppgave 3 Linjeswitchede nettverk har 15/22

16 A: Setup-fase B: Teardown-fase C: Ressursallokering D: Alle de tre alternativene over E: ingen av alternativene Oppgave 4 Hvis en linklagsteknologi har båndbredde 10 Mbit/s og pakkestørrelsen er bit hva er transmisjonsforsinkelsen (delayen)? A: 0, sek. B: 0,00512 sek. C: 0,0512 sek. D: 0,512 sek. E: 5,12 sek. Oppgave 5 Hva mener vi med "best effort"? A: Pakker blir aldri unødvendig forsinket B: Pakker blir aldri borte C: Vi får gjevn båndbredde og liten variasjon i forsinkelsen D: Pakker kan bli borte og komme frem i feil rekkefølge E: Ingen av alternativene For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: /22

17 13 Various multiple choice - 3 Disse oppgavene gir 1,5 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. Oppgave 1 Når data skal sendes til flere mottakere (ende-maskiner) kan multicast være et bedre alternativ fordi A: Det er enklere å konfigurere og bruke B: Det blir mindre pakketap og lavere forsinkelse ende-til-ende C: Det blir mindre belasting på avsender D: Det kan implementeres effektivt i routerne, som gir lavere forsinkelse E: ingen av alternativene Oppgave 2 Multiplexing er en A: Metode for å hindre pakketap på linklagsnivået B: Teknikk der flere signaler blir kombinert til ett signal over et delt medium C: Metode for ressursreservasjon i linjeswitchede nettverk D: Teknikk brukt av ISPer for å hindre hacking E: Ingen av alternativene Oppgave 3 Med time-division multiplexing (TDM) A: Får hver kanal gitt et spesifikt frekvensbånd B: Får hver kanal aksess til mediet en gitt tidsluke innen et gitt frekvensbånd C: Får hver kanal aksess til mediet en gitt tidsluke D: Får hver kanal aksess til mediet en tidsluke som samsvarer med hvor mye data skal sendes E: Ingen av alternativene Oppgave 4 Med subnetting får vi A: To ekstra hierarki i IP-adressen for å adressere flere nettverk totalt B: Ett ekstra hierarki i IP-adressen for å kunne adressere flere maskiner C: Ett ekstra hierarki i nettverksprefikset for å få subnett av forskjellige størrelser D: Ett ekstra hierarki i IP-adressen for å kunne introdusere (lokale) subnett E: Ingen av alternativene Oppgave 5 Med stadig større båndbredde på linklaget får vi 17/22

18 A: Overført like mye data per sekund, men reisetiden (forsinkelsen) går ned B: Overført mer data per sekund, og da blir reisetiden også automatisk kortere C: Overført mer data per sekund, men reisetiden forblir omtrent den samme D: Et valg om vi vil ta ut hastigheten i data per sekund, eller redusert reisetid E: Overført mer data per sekund, men reisetiden vil gå noe opp på grunn av økt belastning For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: Various multiple choice - 4 Disse oppgavene gir 1,5 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. Oppgave 1 E-posttjenester er tilgjengelig for brukere gjennom A: Transportlaget B: Applikasjonslaget C: Presentasjonslaget D: Sesjonslaget E: Linklaget Oppgave 2 Hvilken av de følgende adressene (feltene) er nødvendige i pakkeswitchede nettverk for å bestemme neste hopp? A: Destinasjonsadressen B: Destinasjonsport 18/22

19 C: Avsender- og destinasjonsadressen D: Avsender- og destinasjonsport E: Ingen av alternativene Oppgave 3 De lagene som er aktive i en router er A: Fysisk lag og linklaget B: Transportlaget og fysisk lag C: Fysisk lag, linklaget, nettverkslaget og transportlaget D: Fysisk lag, linklaget og nettverkslaget E: Linklaget og nettverkslaget Oppgave 4 Aksessnettverk er nettverk som A: Tillater rask nettilgang B: Knytter sammen nettene fra forskjellige land for å et globalt Internet C: Koble trådløse nettverk til fastnettet D: Kontrollerer aksessrettighetene til nettverks-brukerne E: Kobler ende-systemene til Internet Oppgave 5 En Ethernet switch videresender eller filtrerer en ramme (pakke) ved å sammenligne informasjonen i sin adressetabell med rammens A: Destinasjons MAC-adresse B: Lag 2 kildeadresse C: Lag 2 og lag 3 destinasjonsadresse D: Lag 3 destinasjonsadresse E: Destinasjons MAC-adresse og portnummer 19/22

20 For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: Various multiple choice - 5 Disse oppgavene gir 1,5 poeng per riktige svar, og -0,25 per gale svar. Oppgave 1 Ethernet (IEEE 802.3) er en trådforbundet teknologi A: Som ikke tar hensyn til overføringsfeil siden TCP vil håndtere dette B: Som tar hensyn til overføringsfeil og vil retransmittere pakker C: Som implementerer CRC (Cyclic Redundancy Check) for å garantere konstant båndbredde D: Der overføringsfeil ikke er noe problem E: Ingen av alternativene Oppgave 2 Avsender- og destinasjonsport (nummer) i TCP headeren brukes for å A: Holde rede på hvor mange applikasjoner som til enhver tid kommuniserer B: Kontrollere og endre størrelsen på det glidende vinduet C: Multiplekse/demultiplekse multiple/samtidige applikasjoner D: Sjekke at avsenderapplikasjonen ikke oversvømmer mottakerapplikasjonen E: Sikre at TCP blir forbindelsesorientert Oppgave 3 Oppgaven til nettverkslaget er å 20/22

21 A: Legge til funksjonalitet på toppen av linklaget som kobler linkene sammen til et nettverk B: Legge til tjenestekvalitetet på toppen av linklaget C: Koble de fysiske lagene sammen til et subnett D: Gjøre MAC adressene globalt tilgjengelig i Internet E: Transportere segmenter for E-posttjenester Oppgave 4 Det er viktig å unngå misforståelse mellom big og little endian fordi A: Ellers kan pakkerekkefølgen bli endret B: Ellers kan sjekksummen i TCP og UDP headeren bli gal C: Ellers vil fragmenteringen av TCP pakker bli vilkårlig D: Ellers kan det føre til at det glidende vinduet i TCP ikke reager raskt nok på metning E: Ingen av alternativene For hver av oppgavene over, velg riktig svaralternativ i tabellen under... A B C D E Maks poeng: 6 Avslutning Gratulerer med overstått eksamen! Bruk tiden du har til overs til å gå gjennom oppgavene, kontroller at du har regnet riktig og se over svarene dine. Sjekk at du har svart på det oppgaven spør om, at du har svart konsist og så nøyaktig som du kan. Husk å svare på kursevalueringen fra FUI. 21/22

22 God jul og lykke til videre mer studiene! :) 22/22