2 - Řádný.md

Zadání 2017

B

Odpovězte stručně

1. (6b) Uveď te, proč je operace přepisu dat na SSD problematická a to i v případě, když neuvažujeme omezení na počet přepisů jednotlivých stránek SSD. Dále uveďte tři způsoby, které používá SSD k minimalizaci dopadu evedeného problému. (limity: cca 4 věty či souvětí)
2. (7b) Jaký je maximální počet výpadků stránek v systému se stránkami o velikosti L KiB (L >= 2). N-úrovňovou tabulkou stránek (N >= 2), u které pouze dílčí tabulka nejvyšší úrovně je chráněná proti výpadku, při provádění předem nenačtené instrukce o délce 64 bitů, která posouvá v paměti RAM o jednu stránku blok o velikosti M bajtů. Uvedený posun lze chápat jako čtení a následný zápis na adresu vyšší o jednu stránku (neboli o právě L KiB). Předpokládejte M >= 2, ale M je současně menší než polovina počtu položek v každé z dílčích tabulek stránek. Odvozený vztah zdůvodněte. (limity: 1 vztah a cca 7 rozvitých vět [vztah bez zdůvodnení: 8b])
3. (7b) Uvažujme hypotetickou výpočetní architekturu se šířkou slova 256 bitů, která používa stránkovaný přístup do paměti. Předpokládejme, že stránky mají velikost 2³² bajtů. Předpokládejme dále, že daná architektura používá hierarchickou tabulku stránek, ve které dílčí tabulky stránek různých úrovní (tj. včetně adresářů stránek, adresářů adresářů stránek atd.) mají velikost vždy právě jedné stránky v paměti a jejich položky (tj. jednotlivé řádky) mají velikost 256 bitů (pozor: bitů, ne bajtů!). Kolika úrovňovou tabulku stránek může systém používat, vyžadujeme-li to, že stránky paměti jsou plně využitelné, v tabulkách stránek nejsou žádné nevyužitelné řádky, a připustíme-li, že nanejvýše horních 16 bitů adresy není použito pro adresování (podobně jako u adresování na 64-bitových architekturách Intel či AMD). Zdůvodněte. (limity: 1 čislo [samo o sobě: 0b]a cca 5 rozvitých vět).
4. (12b) Nadeklarujte strukturu reprezentující semafor, rozšířenou o položku locked typu vhodného pro synchonizaci s využitím atomické instrukce typu swap. V pseudokódu zapište konceptuální implementaci oprerace lock nad semafory, patřičně upravenou a rozšířenou o využití synchronizace typu spinlock založené na instrukci typu swap nad položkou locked pro zajištění potřebné atomicity operace lock. (limity: 1 deklarace a 1 úsek preudokódu [popis volným textem je za 0 bodů])

Rozveďte

1. (13b) Jak funguje nepreemtipvní plánování? Jak funguje plánování preemptivní? Popište princip plánování FCFS, round-robin, obecný princip víceúrovňového plánování, princi více-úrovňového plánování se zpětnou vazbou (základní variante i její věžně užívaná varianta, včetně její motivace).
2. (15b) Definujte pojem uváznutí (deadlock) při práci se sdílenými zdroji a uveďte 4 nutné (tzv. Coffmanovy podmínky) jeho vzniku. Uveďte základní princip prevence uváznutí a popište co nejdetailněji různé přístupy, které se k tomuto účelu používají. Uveďte základní princip vyhýbání se uváznutí a zvláštní pozornost pak věnujte pečlivému popisu grafu alokace zdrojů a jeho použití pro vyhýbání se uváznutí. Jaký další klasický mechanismus řešení problému uváznutí se používá (neuvažujeme-li využití verifikace k ověření, že uváznutí nemůže nastat)M Stručně charakterizujte.