Questions

Processi e thread

Processi

• Modello di processo e multiprogrammazione 🟡 🔴 🟢 🟢 🟢
• Creazione di un processo e meccanismi di creazione 🔴 🔴 🟡 🟢
• In quali condizioni un processo può terminare 🟢 🟢 🟢
• Gerarchie di processi 🟢 🟢 🟢 🟢
• Stati di un processo e transazioni tra stati 🟢 🟢
• Realizzazione dei processi (PCB) 🟢 🟢

Signal vs Interrupt

• Interrupts 🔴 🔴 🟡 🟢 🟡
• Signal, tipi e azioni 🟡 🟡
  • Gestione dei segnali 🟢 🟢
  • Permessi e consegna dei segnali 🟡 🟢

Threads

• Definizione e vantaggi + multithreading + es. web srv 🟢 🟡
• Processi vs Threads 🟡 🟡
• Elementi condivisi e non condivisi 🟢 🟡 🟢
• Pthread 🟢 🟢

Implementazione dei thread

• A livello utente 🔴 🔴 🟡 🟢

• A livello kernel 🔴 🟡 🟡

• Ibrida 🟢 🟢 🟢

• Problemi aperti dei thread 🟡 🟢 🟢

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IPC

Mutua esclusione

• Questioni da considerare del IPC 🟡 🟢

• Race conditions (es. print spooler e definizione) 🟡 🟢

• Condizioni mutua esclusione e comportamento desiderato 🟢 🟢

• Definizione e tecniche di busy waiting 🟢 🟡

  • Disabilitare interrupt 🟢 🟢
  • Variabili lock 🟢 🟢
  • Alternanza rigorosa e il suo problema 🟢 🟢
  • Soluzione di Peterson 🟢 🟢

Semafori e mutex

• Wakeup 🟢 🟢
• Consumer 🟢 🟢
• Semafori 🟡 🟡
• Mutex 🟡 🟡
  • Considerazioni aggiuntive sui mutex 🟢 🟢
  • Chiamate pthread mutex e lock vs trylock 🟢 🟢
  • Variabili di condizione 🟡 🟡
    • Esempio senza cond wait 🟢 🟢
    • Esempio con cond wait 🟢 🟢
• Semafori VS Mutex 🟢 🟢

Monitor

• Definizione e proprietà 🟢 🟢
• signal) 🟢 🟡

Barriere

• Barriere 🟢 🟢

Inversione di priorità

• Problema nel rover della NASA 🟢 🟢
• Soluzione con PIP 🟢 🟡

Read-Copy-Update

• Definizione della filosofia del RCU 🟡 🟢 🟢
• Inserimento di un nodo X 🟢 🟢
• Rimozione dei nodi B e D 🟡 🟢
• Grace period 🟡 🟡
• Utilizzo tecnica RCU? 🟡 🔴 🟢

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Scheduling

Scheduling

• Definizione di scheduling 🔴 🟡
• O bound vs CPU bound 🟢
• Quando eseguire lo scheduling? 🟡
• Preemptive vs Non-Preemptive 🟡
• Categorie di algoritmi di scheduling 🟡 🟢

Batch

• Sistemi batch e algoritmi utilizzati 🟡
• FCFS 🟡
• SJF 🟡
• SRTN 🟢

Interattivi

• Sistemi interattivi e algoritmi utilizzati 🔴
• Round-Robin 🔴
• A priorità 🔴
  • Priorità + round-robin 🟡
• SPN 🔴
• Garantito (promessa) 🔴
• Lotteria 🟡
• Fair-Share 🔴

Real time

• Definizione e caratteristiche 🔴
• Sistema schedulabile 🟢 🟡
• Scheduling dinamico e statico 🟢 🟡

Processi e scheduling

• Politica VS Meccanismo 🟡
• Scheduling a thread
  • Scheduling a livello utente 🟡
  • Scheduling a livello kernel 🟡

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Gestione memoria

Memoria

• Cosa è il gestore della memoria?

Si/No Astrazione memoria

• No Astrazione della memoria
  • Come è possibile eseguire più programmi senza astrazione?
    • Problema di ri-locazione
• Astrazione della memoria
  • Registri base e limite

Gestione sovraccarico

• Metodi utilizzati per gestire il sovraccarico della memoria
  • Swapping
    • Allocazione dinamica

Gestione memoria libera

• Gestione memoria libera
  • Bitmap
  • Liste collegate
    • First fit
    • Next fit
    • Best fit e Worst fit
    • Quick fit
• Buddy memory allocation
• Slab allocator
  • Struttura interna di uno slab

Paging

• Concetto di memoria virtuale

• La soluzione con overlay

• Concetto di paging

• MMU

• Tabella delle pagine

• Aspetti critici da affrontare con il paging?

  • Memorizzazione della tabella delle pagine
  • TLB
    • Considerazioni aggiuntive
  • Tabelle delle pagine multilivello
    • A 2 livelli

Algoritmi di sostituzione delle pagine

• Cosa è un algoritmo di sostituzione delle pagine
• Quali sono gli algoritmi di sostituzione dell pagine?
• NRU
• FIFO
• FIFO 2
• Clock
• LRU
  • NFU
  • Aging
• Concetto di working set
  • Algoritmo Working set
  • WSClock

Problematiche progettazione dei sistemi di paging

• Quali sono gli aspetti da considerare nella progettazione dei sistemi di paging? 🔴
• Politiche di allocazione 🔴
• Allocazione equa e proporzionale🟡
• Politica di allocazione dinamica 🔴
• Controllo del carico 🔴
• Dimensione delle pagine 🔴
  • Calcolo dimensione ottimale 🔴
  • Altre tecniche 🔴
• Dati e istruzioni su dati separati 🟡
  • Pagine condivise 🔴
• Librerie condivise 🔴
• Memory mapped file 🟡

Dettagli implementativi del paging

• Fase di creazione del processo 🔴

• Fase di esecuzione del processo 🟡

• Fase gestione page fault 🔴

• Terminazione del processo 🟡

• O + memoria virtuale e il blocco delle pagine 🟡

• Swapping pagine su disco 🟡

  • Strategie 🟡

Segmentazione

• Definizione
• Vantaggi della segmentazione
• Paginazione vs Segmentazione
• Realizzazione della segmentazione (problema frammentazione esterna)
• Segmentazione con paginazione (MULTICS)
  • Processo di traduzione indirizzo MULTICS
• Segmentazione con paginazione in Intel x86
• Comando free

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File system

Introduzione

• Perché abbiamo bisogno del file system?

File

• Concetto di File
  • Denominazione dei file
  • Struttura dei file
    • Sequenza di byte
    • Sequenza di record
    • Albero di record
  • Tipi file
    • File normali
    • File eseguibile
    • File archivio
  • Accesso file
  • Attributi dei file
  • Operazioni sui file

Directory

• Cosa sono le directory?
• Operazioni sulle directory

Implementazione FS

• Quali sono gli aspetti da tenere in considerazione nella implementazione dei FS?

Layout FS

• BIOS con MBR
• UEFI

Implementazione file - schemi di allocazione dei blocchi

• Quali sono i metodi per tenere traccia di quali blocchi disco sono associati ad un determinato file?
• Allocazione contigua
• Allocazione con liste collegate
• FAT
• I-node

Implementazione directory

• Quale è la funzione della directory?
• Come facciamo a salvare i nomi dei file all’interno di una directory?
• Ottimizzazione della ricerca (hash+cache)

File condivisi (link)

• Soft link vs Hard link

Gestione spazio su disco

• Allocazione contigua vs “casuale” e compromesso dimensione dei blocchi
• Come facciamo a tenere traccia dei blocchi liberi?
• Come è possibile modificare la tecnica della lista concatenata di blocchi liberi?
• Come vengono gestiti i blocchi liberi con la tecnica della lista concatenata (problema + soluzione)?
• Quota disco nei sistemi multiutente

Linux FS

• Come è il layout del disco del FS ext2?
• Come fa ext2 a garantire le prestazioni?
• Flusso di apertura file (o directory)

Performance FS

• Ragioni e ottimizzazioni per le prestazioni del FS
• buffer cache
  • Ricerca blocco da sostituire
  • Crash sistema e soluzioni
• Comando free
• Deframmentazione del disco

Affidabilità FS

File system backup

• Perché sono necessari i backup e quali sono le due modalità?

• Quali sono le due filosofie di base di backup?

• Backup fisico

• Backup logico

• rsync

Coerenza del file system

• Quando avvengono di solito i problemi di incoerenza dei dati e come fanno i OS a risolvere?
• FS Journaling

Sicurezza dati

• Come possiamo garantire l’eliminazione di un file?
• Cifratura del disco

Virtual File System

• Cosa è il VFS?
• Struttura del VFS
• Come funziona l’aggiunta di un nuovo fs con VFS?

RAID

• RAID 0
• RAID 1
• RAID 2
• RAID 3
• RAID 4
• RAID 5 e 6

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Principi I/O

Principi hardware

• O
• O?
• O

Vecchia porta parallela VS USB

• Porta parallela
• USB

Comunicazione CPU - controller

• Come avviene la comunicazione CPU - controller
• PMIO
• MMIO
• O
• MMIO nella realtà

DMA

• Concetto DMA
• Come avviene la lettura dal disco senza DMA?
• Come avviene la lettura del disco con DMA?

Interrupt

• Interrupt rivisitati
• Interrupt precisi